1.黑洞概念的提出
1783年，英國人約翰·米歇爾第一個提出存在質量足夠大並足夠緊密的恆星。它的引力非常強大，以致連光線都不能逃逸。1795年，法國科學家皮埃爾·西蒙·德·拉普拉斯，把光速有限的認識與牛頓的逃逸速度概念結合起來，發現了引力的最富魅力的結果——黑洞，從而使他成為“黑洞之父”。一個多世紀之後，德國天文學家卡爾·史瓦西於1916年求解出愛因斯坦廣義相對論方程的第一個嚴格解答。這個解答預示，宇宙中可能存在一類巨大天體，這種天體就是20世紀60年代後人們所稱的“黑洞”。
黑洞
2.黑洞的定義
黑洞是天文學名稱，又稱“墳星”，是恆星的墳墓。它是宇宙中最神秘的物體，之所以叫它黑洞，是因為它本身一片漆黑，不會發出任何可見光，無法看見它。儘管它曾經是宇宙中最明亮的物體，但它們在生命結束時的爆炸中，拋卻了曾經明亮的外殼，只留下超壓縮的內核。別小看這個內核，它的引力超級強大，以致光都不能從它那裡逃逸，所以也就沒人能夠看到它。它不僅不可見，而且還能吞噬所有靠近它的物質。
星空
3.黑洞的形成
黑洞的形成過程，非常具有傳奇色彩，那麼黑洞究竟是怎麼形成的呢？其實，黑洞是恆星“死亡”後的產物。只要宇宙中存在大質量恆星，就有可能出現黑洞。當一顆恆星“爆炸”後，最後剩下的星核質量至少要比太陽大2倍時，黑洞就形成了。
通常，在恆星生命最後10%的時間裡，它會變得越來越熱，釋放出越來越多的能量。同時由於自身質量過大，就會產生很大的引力，因此恆星自身的核聚變釋放出的能量，正好平衡它自身的引力。但是，恆星在自身的能量用完後，這時就沒有什麼力與它自身的引力相抗衡，就導致了這類大質量的恆星本身的崩潰，產生徹底的坍縮。但當恆星質量比較小時，坍縮就沒有那麼徹底了。
黑洞吸引周圍的物質時才能被觀測到
太陽系
黑洞的產生過程，類似於中子星的產生過程：在自身巨大引力的作用下，恆星的核心迅速收縮，這會引起劇烈的強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時，收縮過程立即停止，恆星被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞產生的過程中，由於恆星的質量大到使收縮過程無休止地進行下去，中子在巨大的引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下的是一個密度高到難以想象的物質。它表面的第二宇宙速度大到超過了光速，宇宙間沒有物體的速度會超過光速，所以任何靠近它的物體，都會被它吸進去，無法出來，黑洞就變得像真空吸塵器一樣。
這個過程也可以這樣簡單地理解：通常恆星最初只含氫元素，恆星內部的氫原子時刻都在相互碰撞，發生裂變、聚變。由於恆星質量很大，裂變與聚變產生的能量，與恆星萬有引力抗衡，以維持恆星結構的穩定。由於裂變與聚變，氫原子內部結構最終會發生改變、破裂，並組成新的元素——氦元素。接著，氦原子也參與裂變與聚變，改變自身的結構，生成新的鋰元素。如此類推，按照元素週期表的順序，會依次生成鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等新元素的生成，直至鐵元素，該恆星便會坍塌。這是由於鐵元素相當穩定，不能參與裂變或聚變，而鐵元素存在於恆星內部，導致恆星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恆星的萬有引力相抗衡，從而引發恆星坍塌，最終形成黑洞。黑洞自身強大的引力，將它附近恆星的氣流，高速地拉到自己身邊來，就像一個無底的深淵，吞噬著四周的一切。這樣，氣體向黑洞不斷聚集，在黑洞周圍形成一個叫吸積盤的旋渦。
茫茫星際發現黑洞並不容易
4.星系中黑洞的質量
根據開普勒定律，氣體的旋轉速度，應與其圍繞天體的質量的平方根成正比，與旋轉半徑的平方根成反比。如果能夠確定旋轉速度和半徑，就能求出那個天體的質量，NGC4261旋轉半徑為300光年以內，質量約為太陽質量的20億倍；M84星系旋轉半徑為30光年以內，質量約為太陽質量的3億倍；M87星系旋轉半徑為15光年以內，質量約為太陽質量的30億倍。計算結果，應當說是令人吃驚的！10億倍太陽質量的黑洞的半徑，大約為10個天文單位，也就是1光年的萬分之一。所以，哈勃太空望遠鏡的觀測結果，與黑洞的半徑相比較，還沒有看清楚黑洞的外側。
迄今為止，已知的X射線雙星系統最亮者，達到太陽光度的100萬倍程度，M82星系發現的X射線天體，在此基礎上，又增高了10倍。由此估計，這個黑洞的質量，約為太陽的460倍到最大為1億倍。總之，這個黑洞的質量，很可能遠遠超過了太陽。
利用黑洞的輻射估算黑洞的質量
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