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不可否认，黑洞是最可怕但也是最有趣的存在之一。多年来，文学和**已经把它们描述成(或刻画为)扩张着充满恶意的、极具威胁的力量吞噬着它们前进道路上的一切，包括空间和光本身。这无疑是真的，它们是可怕的，它们确实以它们的方式吞噬着一切。
但实际上们的黑洞就像小说中所说的那样可怕，如果你发现自己正在坠落于一个黑洞中，那将会发生什么 ？有一些不同类型的黑洞与最常见的恒星黑洞和超大质量黑洞相抗衡。恒星种类是在恒星内爆时产生的。一旦一颗大质量的恒星耗尽燃料，重力就会占据上风，恒星本身就会向内坍塌。大多数恒星都会爆炸，留下一颗白矮星或中子星。然而，那些最终质量超过托尔曼·奥本海默极限的恒星(将会被称为沃尔科夫极限 )继续坍缩，直到形成一个恒星黑洞。这个黑洞相对较小，但密度却非常大，产生了令人难以相信的巨大的引力。
想象一下，一个比我们大几倍的太阳坍缩到一个纽约大小的区域，但仍保持着它(缩小为)在纽约(大小)之前的质量，那么你得到的是一个非常小但非常重的物质，其密度足以扭曲扭曲并在其中挤压形成一个洞——它本身就是超大质量的黑洞。 另一方面，正如它们的名字所暗示的那样，大部分的科学家仍然不太确定它们是如何形成的，但是他们确定它们大部分是在我们银河系中间的星系中心发现的，例如一个被称为人马座a星的超大质量黑洞。现在假设你正在向这些黑洞类型中的一种坠落，究竟你会有一种怎样的体验，这取决于黑洞的大小。
但假设你以某种方式体验了大空的真空，你真的不会有什么感觉。尽管这确实是一个令人担忧的经历，但大多数时候，你只会体验到失重状态，因为你最初不会感受到黑洞引力的全部影响，所以至少在开始时，坠向黑洞实际上可能是一个相当愉快甚至放松的经历。当然，你会发现失重的感觉有多平静取决于你对自己在空间中严重迷失而再也不会回来的情况有多冷静。
总而言之，在你穿越过黑洞的事件视界后，没有人会责怪你的惊慌失措，那并不是黑洞的一个物理意义上的组成部分，而是一个空无一物的、甚至连光都无法逃逸的理论位置。
可以把他看作是一艘小船驶进险滩中，永远无法安全靠岸。
事件视界 就是黑洞拉扯的极限位置，如果连光都无法逃逸， 你就算个旁观者，也无法重蹈覆辙。
事实上，你无法知道自己何时已穿越了 事件视界，那并不是好像进入了黑洞的一个黑暗部分，而是黑洞本身将会直接出现在你的脚下， 就好像你在滑梯上，黑洞在你的脚下。
随着你慢慢下降，它会逐渐变大，并伸展开来，你周围的时空将会扭曲， 但是你仍会不知不觉得穿越事件视界。换句话说， 你永远不会真正意义上掉进那片黑暗中。 它更像是准备永远把你整个吞下去， ?但是全程你不会有任何感觉。
对于更小一些的黑洞来说 ，你可能在穿越事件视界之前，就已长眠于此。对于特大质量黑洞，你会发现自己漂浮了很长很长的时间。 如果黑洞足够巨大，你穿过事件视界的时间可能会遥遥无期。
大多黑洞还非常非常得冷， 纵然霍金辐射的笼罩范围包围着他们， 特大质量黑洞 的温度几乎是绝对零度，甚至比太空2.7开尔文或华氏零下454度的温度还要低。 所以哪怕你穿得足够多来抵御太空的真空环境和它的极端温度，你在黑洞中还是会无可避免得被冻僵， ? 关键的是，你整个的掉落时间会发生扭曲，你会感受到时间是一秒一秒过去，但在局外观测者的视角来说，会看到不一样的场景。作为旁观者，可能会看到你的手表随着你掉入黑洞的过程中，指针走得越来越慢，越来越慢，越来越慢，他们会看到你的躯体好像最终在太空中暂停住了，他们并不能真正意义上看到你的穿越过程。
当你假设自己是坚不可摧的，那么在地平线上，你看起来就像在黑洞边缘的一座坚硬的雕像。手表滴答的声音越来越长，但是对你来说，你的时间似乎在以一个正常的速度走，而且你的表你的手表最终会绕过外界观察者可以看到的东西，但不幸的是，你看不到未来。接下来有趣的部分来了，因为不久你就会感受到黑洞引潮力的影响。引潮力是在黑洞中心的实际重力，也被称为奇点。所以如果你坠落的时候是脚先着地，你脚指头处所受的重力比你头部受到的大。这将会让你产生一种极度拉伸的感觉，因为你身体整体的长度被拉向黑洞的中心速度比你的上半身被拉向黑洞中心的速度快。
然后就到了真正有趣的部分了，最终这一力量将变得很强大，以至于你将被重力无情地撕扯然后在准确落入奇点之前被揉成一串原子。这个过程就叫做意大利面化。对你来说，幸运的是你不会真正感受到那么多痛苦，那些我们只能想象的，从开始到结尾都令人难以置信的痛苦。对普林斯顿大学天体物理学教授来说，意大利面化只是一眨眼功夫的事。查理斯·戈特计算出不管黑洞多大，死亡都会在1/10秒内发生。所以在你缓慢而失重地落入黑洞中之后，你很快就会感受到一阵疼痛感和巨大的拉力，然后被撕裂成一个接一个的分子。
你的原子残骸将会飘到奇点，仅仅是停止了存在，并且假设你的意识以某种形态保留了下来，事实也没有人知道。有些人认为黑洞是其他维度或空间区域的奇想，但也有些人对此想法嗤之以鼻。他们争论到，黑洞中心在物理和现实中都是不存在的，他们都消失了。这就像在思考在你出生之前，虚无是什么，这对我们来说是不可思议的。总而言之，黑洞看起来确实很吓人，但是也不完全是可怕的东西。事实上，他们很体面的会让你很快并且相对无痛苦的死去。你在黑洞附近和黑洞里的大部分时间都几乎感受不到任何东西。
的确，你周围的空间是扭曲的，而且你会缓缓掉进一个深不可测的空白空间。但是你所感受到的任何害怕，惊恐和极度恶心全都是精神上的，因为你的身体不会有任何感觉，直到在奇点把你拽进去时，你经历了一阵剧痛。但你的大脑还未来得及正确处理时，你就已经死了。在经过黑洞时，死亡几乎就像像你的脚被快速拉了一下。就像有人试图偷你的鞋子，并且这是一个很令人欣慰的想法，除非你真的很喜欢你的鞋子。
虽然爱因斯坦的广义相对论预言了黑洞，但是爱因斯坦曾拒绝这个预言。这是为什么呢？
那时，?黑洞?之名还未崛起，被称为?史瓦西奇点?的它，与如今的声名赫赫大相径庭。爱因斯坦、爱丁顿等广义相对论大牛都视其为200多年前?暗星?的一种虚妄延续。
从1783年的猜测，到1916年至1960年的争论，物理学家实际都在讨论黑洞是否存在这个问题。
在激烈的讨论中，黑洞逐渐建立起了其宇宙咖位，即便在这几百年间遭遇了太多的误解，但依旧保持风度走进了当今物理学家的视野，并越发深入人心。
从初识，到相知，我们对黑洞到底有过那些误解？而如今我们又是如何看待它的呢？
起源：星辰大海中的幽冥之思
1783年，一个英国人在假想的星球上向天空开了一炮，炮弹出堂速度为30万公里/秒。
这个人是英国自然哲学家米歇尔（John Michell），他大胆将当时盛行的光粒子说与牛顿的引力定律进行了结合，做了一个光炮弹的思想实验。
那时人们已经知道，虽然我们都被引力束缚在地球上，但只要速度足够大就可以摆脱地球的引力束缚。能摆脱这种束缚的最小初速度，称为?逃逸速度?。在地球表面，这个速度为11.2公里/秒。
反过来说，如果速度达不到逃逸速度，物体都会被引力拽下来。
米歇尔用牛顿的引力定律，证明了一个天体逃逸速度的平方与其质量成正比，与其半径成反比。质量不变半径越小，天体的逃逸速度就越大。
如果能压缩一个星球的半径，逃逸速度就可以超过30万公里/秒，这意味着这个星球让光都无法逃逸。在这样的星球上，米歇尔的光炮弹永远无法飞向太空。
以地球为例，只需将其压缩到半径仅1/3英寸，一颗巧克力豆大小，就会产生这样的效果。
这样高密度的星球可能吗？米歇尔认为可能，他甚至觉得夜空中存在着大量这样看不见的幽冥星球，并称呼它们为?暗星?，这就是最早、最原始的黑洞概念。
1783年11月27日，米歇尔向皇家学会汇报了关于暗星的预言。1796年后，法国自然哲学家拉普拉斯（Pierre Simon Laplace）才在他的名著《宇宙体系论》的第1版里，提出了相同的预言。
争论：光革命带来的认知颠覆
然而1808年，托马斯?杨（Thomas Young）发现了光的双缝干涉现象，让当时光学?波粒之争?的天平倾向了惠更斯（Christiann Huygens）提出的波动说。牛顿光粒子说的主流地位由光波动说所代替。
像炮弹一样受引力影响的光粒子变成了似乎不会受引力影响的光波（那时的人们还不知道引力会对光波产生怎样的作用）。大概因为这个原因，拉普拉斯的《宇宙体系论》从第3版开始删除了有关暗星的描述。暗星概念随之沉寂，无人问津。
直到100年后，爱因斯坦平衡了光学的理论天平，终结了光的?波粒之争?，发展出了光的?波粒二象性?。
1915年11月，广义相对论更是横空出世，让物理学家再次建立起了引力对光作用的认知，只是这一次是以?时空曲率?的概念。引力是时空曲率的直观感受，而光与一切物体在不受外力的情况下，必定在时空中以?短程线?运动。
所谓的?短程线?，可以说是时空中真正的最短路径，而日常说的?直线?更多是一种感官定义。
广义相对论发表后，不到一年。1916年，米歇尔和拉普拉斯的暗星预言，经一位德国炮兵校尉：史瓦西（Karl Schwarzschild）之手，以一种更加古怪的方式呈现在了物理学界。
当时，还在俄国前线战壕蹲坑的史瓦西，以一种简洁有效的方式：抛弃天体复杂的旋转问题，根据广义相对论的场方程，计算出了任意无旋转球状天体内外的时空曲率，并得出了一个描述黑洞的精确解。
以光速为逃逸速度，任何天体都有一个以史瓦西半径，这也刚好对应米歇尔和拉普拉斯计算出的暗星临界周长。不过因为有?时空曲率?概念的加持，空间的卷曲意味着光无法逃离，时间的卷曲还意味着时间流速的减慢（时间膨胀效应）。
然而，爱因斯坦对?天体被压缩到史瓦西半径之后?会塌缩为一个奇点的观点却皱起了眉头。
反驳：爱因斯坦的拒绝
在欣赏史瓦西计算出的天体时空曲率的同时，爱因斯坦却不认为自然界存在?史瓦西奇点?，毕竟没有什么天体是不旋转的。再加上对恒星塌缩的不了解，爱因斯坦武断拒绝了广义相对论的这个理性财产。
1939年，爱因斯坦甚至还专门发表了一篇广义相对论的计算文章，以解释自然界为什么不可能存在?史瓦西奇点?。
他假想了一个靠着引力吸引而聚集在一起的运动粒子集团，然后通过计算证明了当这个集合越来越紧密时，球面上的引力就会增强，而在球面上运动的粒子为了产生足够的离心力，就必须运动地更快。
然而，当这个集团小于1.5倍临界周长时，引力会变得非常巨大，表面上的粒子就不得不超过光速。所以粒子集团不可能小于1.5倍临界值。
甚至爱因斯坦还计算了天体内部压力，得出当一个天体的周长被压缩到1.125倍临界周长时，中心的压力就会成为无限大，但无限大的压力不可能存在。所以天体也就不可能小于1.125倍临界周长。
爱因斯坦的计算是正确的，但他的理解却错了。这是因为在那个时代，物理学家们有一种倾向性观念：一个天体能得以存在，必须内力与外力平衡。然而事实却是内力是可以舍弃的。
在这次认知黑洞的战役中，曾帮助爱因斯坦洞察引力的直觉，却阻碍了他对黑洞的洞察。由此可知，正确的结果有时并不一定能得到正确的答案。
认知：黑洞架起了广义相对论与量子力学的桥梁
从20世纪20年代到50年代，物理学家对?史瓦西奇点?的研究，实际上都只在针对一个问题：自然界允许存在这种物体吗？
直到60年代后期，数学家克尔计算出了旋转黑洞的精确解，天文学界在黑洞观测上也有了进一步的发现，支持黑洞存在的证据开始压到一切质疑。1967年，?黑洞?这个名字正式被美国物理学家约翰?阿奇博尔德?惠勒（John Archibald Wheeler）叫响。大多数物理学家才开始认真面对黑洞。
60年代以前，人们主要都是利用广义相对论研究黑洞的时空结构。这个时代黑洞物理学研究的主要成就，属于黑洞的经典理论。
如1967年，由沃纳?以色列（Werner Israel）证明的?无毛定理?，该定理规定事件视界必须是完全平滑的，以此定理还可推导出黑洞在宏观上只由质量、角动量、电荷三个物理量决定，进阶为?三毛定理?。
以及1971年，霍金证明的黑洞?面积定理?，即在黑洞事件视界面积在顺时方向永不减小。这意味着黑洞只能合并，绝对无法分裂。当时霍金还根据经典理论证明了黑洞的温度是绝对零度，不过这后来被他自己又证伪了。
60年代后，黑洞开始了全新的热力学方向的研究。
在以色列物理学家雅各布?贝肯斯坦(Jacob Bekenstein)的黑洞熵概念的启发下，1974年霍金提出了?霍金辐射?，即由于真空涨落，在黑洞附近产生的虚粒子对，有可能被事件视界分开，一个虚粒子掉进黑洞，另一个成功逃跑，进而转变为一个实粒子。
这在远处的观察者看来，就像黑洞在辐射一样。而且由于黑洞内外时空结构的不同，掉进去的大多是负粒子，所以黑洞会由于霍金辐射而失去质量。辐射也意味着黑洞有温度。
一个5倍太阳质量的黑洞，理论温度约10^-7K，不吃不喝也需要10^62年才会消失殆尽。黑洞的温度与质量成反比，所以黑洞质量越小，辐射越强，温度越高，寿命也越短。
霍金辐射的出现，可以说开启了黑洞量子领域的研究。黑洞会蒸发，意味着它吃进去的信息总有一天会消失，这是量子力学不允许的，为了对抗黑洞信息悖论，出现了互补原理、全息原理，进而又引出了黑洞火墙悖论。
至今，如何处理这些悖论依旧是一个谜。
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