Question

黑洞里面是什么样的？

Answer 1

黑洞（Black hole）是根据现代的广义相对论所预言的，在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡後，发生引力塌缩而形成。黑洞的质量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以至于任何物质和辐射都无法逃逸，就连光也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞[1]。在黑洞的周围，是一个无法侦测的事件视界，标志著无法返回的临界点。
历史上，第一个意识到一个致密天体密度可以大到连光都无法逃逸的人是英国地理学家John Michell。他在1783年写给亨利·卡文迪什一封信中提出这个想法的，他认为一个和太阳同等质量的天体，如果半径只有3公里，那麼这个天体是不可见的，因为光无法逃离天体表面。1796年，法国物理学家拉普拉斯曾预言：「一个质量如250个太阳，而直径为地球的发光恒星，由於其引力的作用，将不允许任何光线离开它。由於这个原因，宇宙中最大的发光天体，却不会被我们看见」。

现代物理中的黑洞理论建立在广义相对论的基础上。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。比如说，恒星在被吸入黑洞时会在黑洞周围形成吸积气盤，盤中气体剧烈摩擦，强烈发热，而发出X射线。借由对这类X射线的观测，可以间接发现黑洞并对之进行研究。迄今为止，黑洞的存在已被天文学界和物理学界的绝大多数研究者所认同，天文界并不时提出於宇宙中观测发现到已存在的黑洞。
当大质量天体演化末期，其坍缩核心的质量超过太阳质量的3.2倍时，由于没有能够对抗引力的斥力，核心坍塌将无限进行下去，从而形成黑洞。（核心小於1.4个太阳质量的，会变成白矮星；介于两者之间的，形成中子星）。天文学的观测表明，在绝大部分星系的中心，包括银河系，都存在超大质量黑洞，它们的质量从数百万个直到数百亿个太阳。

爱因斯坦的广义相对论预测有黑洞解。其中最简单的球对称解为史瓦西度规。这是由卡尔·史瓦西於1915年发现的爱因斯坦方程的解。

根据史瓦西解，如果一个重力天体的半径小於一个特定值，天体将会发生坍塌，这个半径就叫做史瓦西半径。在这个半径以下的天体，其中的时空严重弯曲，从而使其发射的所有射线，无论是来自什麼方向的，都将被吸引入这个天体的中心。因为相对论指出在任何惯性座标中，物质的速率都不可能超越真空中的光速，在史瓦西半径以下的天体的任何物质，都将塌陷於中心部分。一个有理论上无限密度组成的点组成重力奇点（gravitational singularity）。由於在史瓦西半径内连光线都不能逃出黑洞，所以一个典型的黑洞确实是绝对「黑」的。
分类方法一：

超巨质量黑洞
到目前为止可以在所有已知星系中心发现其踪迹。
质量据说是太阳的数百万至100亿倍。
迄今所知最大的两个黑洞，每个质量约为太阳的100亿倍。[3]
小质量黑洞
质量为太阳质量的10至20倍，即超新星爆炸以後所留下的核心质量是太阳的3至15倍就会形成黑洞。
理论预测，当质量为太阳的40倍以上，可不经超新星爆炸过程而形成黑洞。
中型黑洞
推论是由小质量黑洞合并形成，最後则变成超巨质量黑洞
中型黑洞是否真实存在仍然存疑。

分类方法二：根据黑洞本身的物理特性（质量、电荷、角动量）：

不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由史瓦西求出称史瓦西黑洞。
不旋转带电黑洞，称R-N黑洞。时空结构于1916-1918年由Reissner和Nordstrom求出。
旋转不带电黑洞，称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。
一般黑洞，称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。
原初黑洞是理论预言的一类黑洞，目前尚无直接证据支持原初黑洞的存在。宇宙大爆炸初期，宇宙早期膨胀之前，某些区域密度非常大，以至于宇宙膨胀后这些区域的密度仍然大到可以形成黑洞，这类黑洞叫做原初黑洞。原初黑洞的质量与密度不均匀处的尺度有关，因此原初黑洞的质量可以小于恒星坍塌生成的黑洞，根据霍金的理论，黑洞质量越小，蒸发越快。质量非常小的原初黑洞可能已经蒸发或即将蒸发，而恒星坍塌形成的黑洞的蒸发时标一般长于宇宙时间。天文学家期待能观测到某些原初黑洞最终蒸时发出的高能伽玛射线[4]。

黑洞候选星
银河系中心人马座A
天鹅座X-1
SN 1979C

但是，也有研究指出黑洞不可能存在的原因【斟酌采信】
量子力学方面的反驳：黑洞中心的奇点具有量子不稳定性，所以整个黑洞不可能稳定存在。
目前发现的黑洞是一些暗能量星：美国加利福尼亚劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的天体物理学家乔治·钱普拉因等认为，目前发现的黑洞是一些暗能量星，真正意义上的黑洞是不存在的。
某些使用与广义相对论等价假设的延展理论可以推导出没有奇点的致密天体，同样可以完善解释所观测到的强引力现象，而这些理论在大部分状况下效应与广义相对论等价，例如同样具有重力透镜效应。黑洞的存在於宇宙学上并非绝对必要，奇点的发生目前往往出自於物理理论上的物理数学工具不完备。
量子理论里面，光子与希格氏玻色子并没有直接交互作用，如果黑洞存在，对於光子的重力机制描述理论并不完善。黑洞如何吸引理论上不具质量的光子，确实是个疑问。而如果光子具有极微小的质量，光子受致密星体影响的理论并不成问题，但广义相对论却需要进行修正。
观测技术上，没有任何有效的办法来区分「黑洞」与「重力真空星」（Gravastar）之间的差异。「重力真空星」是采用半古典力学方法做广义相对论的量子力学修正推导出来的星体，天体物理学界有时将之暱称为「黑星」（Black Star）。「重力真空星」具有量子力学的修正後的优点，而没有「古典黑洞」的理论缺点。观测数据使用「黑洞模型」与「重力真空星模型」进行分析时，没有任何办法分辨出是哪一种星体，而「重力真空星模型」当中则没有「视界」这种虚构的现象，「暗能量星模型」亦将「视界」消灭，并不存在「视界」这种物理现象。「重力真空星」、「暗能量星」及「模糊球理论」这三种模型均将「古典黑洞理论」当中的弊端「视界」与「奇点」全部消灭，除了「重力真空星模型」旋转时会有不稳定的问题以外，三种理论模型本身并无重大弊端，是很有效的黑洞替代方案。

Answer 2

黑洞是恒星死亡后的三种结局中的一种，当恒星不能再释放能量后，恒星由于自身的万有引力的作用向内塌缩，塌缩的结果根据恒星剩余质量的不同有三种结果：一：质量小的塌缩成白矮星，构成白矮星的物质状态叫做超固态，这种物质靠原子核外的电子之间的斥力维持一定的体积。二：质量中等的塌缩成中子星，构成中子星的物质状态中做中子态，这种物质是由于巨大的引力的压缩作用，超固态物质的电子斥力不能抗拒，于是电子被压入到原子核内，我们知道任何物质的原子核内的质子数都等于核外电子数，于是质子与电子结合形成中子。整个中子星就是一个巨大的原子核，完全由中子构成。三：质量巨大的塌缩成黑洞，在中子星的基础上，如果引力再次增大，到了中子与中子之间的斥力也对抗不了的时候，于是所有的中子都被巨大的引力压碎，于是物质仿佛“消失”了，被巨大的引力压缩成了一个点。这样，黑洞就形成了。
黑洞是这样一种天体：它的质量非常巨大，体积非常小（史瓦西半径之内），引力非常大。引力大到了如果黑洞内部或表面有物体发光的话，连光都被这个引力拉回，跑不到黑洞外面去。于是我们从远处观察的话，我们会看到黑洞所在的位置有一个体积不大的黑暗区域，这里没有任何光线存在。但是黑洞内部却是空空的，构成黑洞的所有物质都在黑洞球心处的奇点上。

Answer 3

关于黑洞里面有什么物理学界有两种假说：一是史瓦西提出的白洞理论，认为白洞是黑洞的对立面，连接黑洞和白洞的就是虫洞；二是霍夫特的全息宇宙模型，认为黑洞吸收的一切都被重新编码在黑洞的视界上，所以黑洞里面的一切都是这个二维平面的投影。

Answer 4

黑洞里只是虚无。宇宙中任何物质被吸收进去会立即被粉碎。

Answer 5

科学家把里面称为事件视界。一切物理定律都不适用。其他的还有待探索。