它們是黑色的，
就像一個無底洞……
啊，黑洞！
現代天文學的魔主！
宇宙中最令人顫慄的誘惑者！
令人討厭的怪獸！
物質世界最可怕的東西……
我們對它著迷，
即使我們對它並不瞭解。
我們本可以羅列出上百個關於黑洞的奇怪事情，不過本文僅提出十個關於黑洞的事實，有些讀者可能已經知曉其中的一些，但希望你們不是全知道，如果你真的全都知道，那麼請隨意留下體現您優越智慧的評論。
一、它們的強大不在於他們的質量，而在於它們的尺度。
產生黑洞的最常見方式是大質量恆星的崩潰，當這些恆星核心中的燃料耗盡之時，向外的支撐力與向內的引力平衡被打破，巨大的坍塌引發衝擊波，炸燬恆星殘留的外殼，星系中便會出現一個超新星，一個大質量恆星死於核心的向內坍縮和其餘部分的向外爆發。
如果核心質量足夠大，那麼重力加速度變得如此強大以至於在坍縮核心的表面處，逃逸速度增加到光速。這意味著沒有任何東西可以逃脫這個物體的引力，包括光，所以它是黑色的。
但是，質量雖然很重要，但有的時候，它只是重要的小事。
二、它們不是無限小。
坍縮的恆星核心在成為黑洞的過程中會發生什麼，我們永遠無法觀測這個過程，它也不會釋放出任何信息。但是我們對這個過程可以通過數學方法去推導，至少可以將數學應用到崩潰的恆星核心，奇點產生之前。
它將持續坍縮，小之又小……你可能在一些科普讀物中讀到：它會一直收縮到一個幾何學中的點，一個抽象的沒有尺度的點。這可能會讓你感到困惑，疑惑是有道理的……因為這種描述不是十分正確。
奇點可能將小於原子，小於原子核，甚至小於電子。它最終將達到一個稱為普朗克長度的尺寸，這個尺度非常小，以至於在量子力學中都不能再小了，這樣的尺度上，經典的引力和時空規則開始失效，包括廣義相對論。
也就是說如果一個物體比這個尺寸還要小，它在物理學中已經沒有意義了，如果宇宙本身阻止你測量它，你可以認為這個東西已經去往別的宇宙了。
一個普朗克長度大約為1.6x10的-35次方米，這是光在一個普朗克時間內所傳播的距離。因此，如果有人說黑洞的大小為零，那麼你可以說這樣講不對，只能說它很接近。
三、它們是球體，絕對不是漏斗狀的。
一個天體的引力大小取決於兩個因素：天體的質量以及與該天體的距離。在一個大質量球體周圍相同距離上，會感受到來自該球體相同的引力。黑洞事件視界的大小取決於引力，因此事件視界實際上就是圍繞黑洞的球體。
有人會認為黑洞是個圓圈，或者更糟糕，認為它是個漏斗。漏斗是人們試圖將引力解釋為空間彎曲的錯誤方式，因為他想通過將三維空間摺疊成二維來簡化事物。
他們會說空間就像一張床單，導致空間彎曲的天體，就像一個保齡球會扭曲床單一樣。但是空間不是二維而是三維的，如果包括時間，時空是四維的。因此這種解釋可能會使人們對黑洞事件視界的實際形狀感到困惑。
可能有孩子會提問：如果你從下面接近一個黑洞會發生什麼？就是因為他們沒有理解黑洞其實是球體，根本沒有下面。
可悲的是，漏斗依然最好的比喻，所以我們還會堅持用它來形容黑洞，但是要小心使用。
四、黑洞在旋轉！
這沒有什麼可奇怪的，黑洞確實在旋轉。
當旋轉的大質量恆星核心坍縮時，就像花樣滑冰表演者通過收縮手臂來增加他的旋轉速度一樣，隨著恆星核心變小，它的旋轉速度更快。如果它沒有足夠的質量成為一個黑洞，物質會被擠壓成一顆中子星，一個直徑只有幾公里的中子球。我們已經檢測到數百個這樣的脈衝中子星，它們的旋轉速度非常快，甚至達到每秒數百次！黑洞也是如此。
即使物質縮小到比事件視界更小，並且永遠從外部宇宙丟失，它仍然在旋轉。當然，事件視界之內發生的具體情況我們已經無法通過數學計算去了解了，因為它發生在等同於無限遠的事件視界的另一邊。
五、在黑洞附近，時空變得很奇怪。
黑洞扭曲了時空結構，在巨大的引力中高速旋轉會導致時空發生變形，空間被纏繞在黑洞周圍，就像織物被捲入旋轉的鑽頭。
這在事件視界之外創建了一個稱為“能層”的空間區域。它是一個扁球體，如果你在事件視界之外，但在“能層”範圍之內，你會發現你無法靜止不動，因為空間本身在動，並且拖著你一起運動，事實上在“能層”空間內移動的速度比光快！物質不能超光速，但是空間本身可以做到。因此，如果你想懸停在一個黑洞上，你必須在與旋轉相反的方向上比光速更快，當然你做不到，所以只能隨著空間旋轉，要麼脫離“能層”，要麼墮入黑洞，沒有別的選擇。
六、接近黑洞會以有趣的方式死亡，這是可怕而且很棒的死亡方式。
引力取決於距離，距離天體越遠，它的引力就越弱。因此，如果一個長條型的物體，比如一個人，靠近一個質量巨大的天體，那麼這個人會在頭腳兩端感受到不同的引力強度，這種引力隨距離的變化被稱為潮汐力，說潮汐力有點用詞不當，它並非真正的作用力，而是一種引力差。地球海洋的潮汐就是這種引力差異造成的。
問題是黑洞可能很小，一個質量約為太陽三倍的黑洞的事件視界跨度只有幾公里，這說明著你可以很接近它們，反過來則意味著此時你感受到的潮汐力會變得非常大，頭腳之間的距離產生的引力差會變得很大、巨大、非常強大！以至於你會被扯成很長，拉成一條細長的線然後被撕碎……天文學家稱之為“麵條化”。因此靠近黑洞是危險的，即使你試圖保持距離，不再繼續下降。
七、黑洞並不總是黑的。
實際上，你可能根本無法接近黑洞，原因是在你距離黑洞還非常遙遠的時候，死亡就已經降臨了!
吸積盤及噴流 NASA / CXC
基本上不會有物質會直接落入黑洞，被黑洞捕獲的物質只要稍微有一點側向運動，就會形成環繞黑洞的螺旋運動，隨著吸積盤中的其他物質開始越來越快的瘋狂旋轉。因為引力隨著距離的變化而迅速變化，越靠近黑洞的物質運動的越快，將導致物質之間開始劇烈的摩擦併產生熱量。
非常的熱，熱到發光，發出強烈的光……不僅是紅外、可見光、紫外線，還有X射線甚至更加高能的伽馬射線。更糟的是，因為吸積盤的磁場被自轉的黑洞拖拽，當磁力線被纏緊時就會形成沿著黑洞自轉軸方向發射出高強度等離子體噴流，這是一個活躍黑洞，甚至會成為宇宙中最明亮的天體。
黑洞很危險，絕不要靠近它們。
八、黑洞並不總是危險的。
在問答平臺上經常看到類似這樣的問題：如果將太陽置換為一個相等質量的黑洞，會發生什麼？也許有人會認為地球將不可避免地被黑洞的強大引力捕獲，最終墜入黑洞。事實上這不會發生，因為一個與太陽相同質量的黑洞替換太陽後，不會使地球的軌道發生任何改變。地球在一個天文單位外受到的牽引力與之前完全相同，地球將圍繞這個黑洞運行，就像它圍繞太陽運行一樣。當然，失去太陽輻射，地球將被冰凍。
九、黑洞可能會變大。
黑洞通過吞噬物質而不斷生長，如果兩個黑洞發生碰撞會合並出一個更大的黑洞。天文學家認為，在早期宇宙，星系剛剛形成時，在新生星系的中心，物質會聚集併產生一個非常大的黑洞。隨著更多的物質落入其中，最終會出現一個超大質量黑洞，一個擁有數百萬甚至數十億倍太陽質量的黑洞。
但是，當星系中心黑洞在匯聚併吞噬物質的同時，它會變的非常的熱，以至於輻射出的光產生的壓力可以吹走周圍的物質，就像太陽風，但規模更大，這種輻射光壓可以阻止更多物質靠近黑洞。隨著時間推移，黑洞周圍的氣體和塵埃生長出恆星，而恆星不會那麼容易落入黑洞，因此黑洞最終會停止消耗物質。星系中心的超大質量黑洞停止增長，星系變得穩定，生命才有機會。
事實上在我們觀測到的幾乎每個大星系中，都有一個超大質量黑洞，包括我們的銀河系中心，它的質量是太陽的四百萬倍。不過這個中心黑洞在距離我們非常遙遠的26000光年之外，並且它佔整個銀河系的質量比例非常小，因此它不會傷害到太陽系中的生命，因為它並不是一個活躍的黑洞。
十、黑洞可以是低密度的。
在所有關於黑洞的奇異之處中，這個可能是最令人感到奇怪的。
隨著黑洞質量變大，黑洞的史瓦西半徑隨之變得更大。因為隨著質量的增加，引力會變得更強。通過計算會發現史瓦西半徑與黑洞質量成正比。也就是說：如果黑洞質量加倍，事件視界半徑也會增加一倍。
這就奇怪了！
假如有兩個相同大小的粘土球，將它們糅合在一起，結果是質量增加了一倍，而新的粘土球半徑只增加了一點。根據球體體積公式，要使粘土球的半徑加倍，你需要將八個相同的粘土球糅合在一起。但黑洞不同，質量加倍，史瓦西半徑加倍。
這就影響到黑洞的密度了，密度是指特定體積內填充的質量，保持體積增加質量，密度增加；增加體積質量不變，則密度降低。
現在想一想黑洞事件視界內物質的平均密度：
如果兩個相同的黑洞合併，史瓦西半徑加倍，質量也增加一倍，但是體積增加了八倍！因此密度實際上降低了，只有原來黑洞的1/4。如果繼續合併黑洞，密度會繼續降低。
一個普通的三倍太陽質量黑洞，只有大約9公里的史瓦西半徑，將三個太陽壓縮進這個半徑範圍內，其中的物質必將具有巨大的密度，大約每立方厘米2千萬億克。
如果質量加倍，密度則下降四倍；質量增加10倍，密度則下降100倍；十億個太陽質量黑洞會使密度下降1×10^18倍，降到大約每毫升0.001克……這就是空氣的密度！
十億太陽質量黑洞的史瓦西半徑約為30億公里，大致相當於海王星到太陽的距離。也就是說，如果將海王星軌道範圍內的空間用一個球體封閉起來並填充上空氣，它就是一個黑洞！
為什麼會出現這麼奇怪的事情？因為事件視界，或稱史瓦西半徑只是一個界限，一個逃逸速度達到光速的界限。而我們討論的密度是黑洞的平均密度，在事件視界內，物質分佈並不是均勻的，但無論黑洞裡邊的物質如何分佈，都已經與外部物理世界沒有關係了。
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