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1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦場方程的一個真空解，這個解表明，如果一個靜態球對稱星體實際半徑小于一個定值，其周圍會產生奇異的現象，即存在一個界面——“視界”，一旦進入這個界面，即使光也無法逃脫。這個定值稱作史瓦西半徑，這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。

黑洞無法直接觀測，但可以借由間接方式得知其存在與質量，并且觀測到它對其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因黑洞引力帶來的加速度導致的摩擦而放出x射線和γ射線的“邊緣訊息”，可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可借由間接觀測恒星或星際云氣團繞行軌跡來得出，還可以取得其位置以及質量。

近日，美國宇航局戈達德太空飛行中心的天體物理學家雷吉娜·卡普托再次對黑洞展開了研究：“黑洞只是一個空間區域，引力如此之強，以至于光無法逃脫。這給天文學家帶來了很多挑戰，因為如果光無法逃脫，那么我們就看不到它們。”

這種引力是小區域內大量質量的結果，這些質量吸引了其路徑上的一切，從塵埃和氣體到恒星甚至其他黑洞。對于較小的黑洞，當恒星耗盡所有燃料并自行坍縮時，就會產生這種質量——卡普托稱之為“災難性死亡”。但對于可以相當于數十億顆恒星質量的超大質量黑洞，科學家們仍有未解之謎。“這些是位于星系中心的黑洞，我們實際上并不知道它們是如何變得那么大的，”卡普托說。“我們認為這可能是其他黑洞的合并，因此星系合并在一起形成了這些真正超過十億太陽質量的物體。”

雖然科學家們已經捕捉到了第一批黑洞的圖像，但這些神秘的空洞仍有很多未知之處。