黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。
1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西（KarlSchwarzschild，1873～1916年）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒（JohnArchibaldWheeler）命名为“黑洞”。
“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体”。（电磁波）也逃脱不出。
黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。
科学家最新研究理论显示，当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”，它不像黑洞吞噬邻近所有物质，而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。
物理学年表
1640年–法国天文学家布利奥（IsmaelBullialdus）建议万有引力的大小与距离平方成反比。
1684年-牛顿导出了平方反比的万有引力定律。
1758年-拉古萨共和国（现今克罗地亚南部的港市杜布罗夫尼克）的RudjerJosipBoscovich发展出自己的力学理论，在短距离内万有引力会互斥。依据他这奇特的理论，可能存在类似白洞的物体，能使其他的物体不能接近它的表面。
1784年–英国的自然哲学家JohnMichell论及经典物理有逃逸速度超过光速的物体。
1795年–法国的数学与天文学家拉普拉斯亦论及经典物理有逃逸速度超过光速的物体。
1798年–英国的物理学家亨利·卡文迪什测量万有引力常数常数G。
1876年–英国的数学与科学哲学家威廉·金顿·克利福德建议物体的运动可能源自于空间上的几何变化。
1909年-爱因斯坦和葛罗斯曼开始发展束缚度量张量的理论gik，用以定义与质量有关，源自的万有引力空间几何。
1910年-汉斯·莱纳和根拿·诺德斯德伦定义了莱纳-诺德斯德伦奇点，赫尔曼·魏尔解出特解为一个点。
1916年-卡尔·史瓦西解出球面对称且不转动的无电性系统在真空下的爱因斯坦场方程。
1917年-保罗·埃伦费斯特给初三度空间的条件原则。
1918年-汉斯·莱纳和根拿·诺德斯德伦解出球面对称且不转动的荷电系统的爱因斯坦-麦克斯韦场方程。
1963年-克尔解出不带电对称旋转体在真空的爱因斯坦场方程，并导出克尔度规
1964年-罗杰·彭罗斯证明一颗内爆的恒星一旦形成事件视界就必然会成为奇点。
1965年-艾兹·T.·纽曼、E.考契（Couch）、K.Chinnapared、A.Exton、A.Prakash、和RobertTorrence解出带电并旋转系统的爱因斯坦-麦克斯韦场方程。
1967年–在英国伦敦国王学院的以斯列证明了无发理论。约翰·惠勒提出'黑洞'这个名词。
1968年-布兰登·卡特应用汉米顿-贾可比方程导出带电的亚原子粒子在克尔-纽曼黑洞场外的一阶运动方程。
1969年-罗杰·彭罗斯论述由克尔黑洞题取自旋能量的罗杰—彭罗斯过程。罗杰·彭罗斯提出宇宙审查假说。
1971年–确认天鹅座X-1/HDE226868是一个双星的黑洞系统候选者。
1972年-史蒂芬·霍金证明，经典黑洞的视界事件区域不可能减少。詹姆斯·巴丁、布兰登·卡特、和史蒂芬·霍金提出等同于热力学定律的黑洞第四定律。雅各·柏肯斯坦建议黑洞也有熵，就是事件视界的面积。
1974年-史蒂芬·霍金将量子场论运用于黑洞时空，并证明黑洞会像黑体一样辐射出光谱而导致黑洞的蒸发。
1989年–证明天鹅座的GS2023+338/V404是一个双星黑洞系统的候选者。
1996年-安蒂·斯楚明格和伐发运用弦论计算黑洞的熵，得到与史蒂芬·霍金和雅各·柏肯斯坦相同的结果。
2002年-马克斯普郎克外太空物理学院的天文学家提出的证据假设银河系的中心人马座A*是个超重质量黑洞。美国国家航空航天局的昌德拉X-射线天文台的观测，怀疑在NGC6240内的黑洞是由星系吞噬产生的。
2004年–在量子力学和弦论上的计算，都认为讯息可以自黑洞溢出。源自弦论的黑洞模型对奇点的想法抱持怀疑。参见Fuzzballs。加州大学洛杉矶分校进一步的观测证据，强烈的支持人马座A是一个黑洞。
黑洞并不仅仅是在宇宙空间吞噬气体，如果形成黑洞的恒星处于快速旋转，那么这个黑洞也会持续旋转。相比静止状态的黑洞，旋转黑洞能够更好地控制环绕其周围的宇宙物质盘。
这个快速旋转的黑洞叫做GRS1915+105，大约每秒旋转1000次。这几乎是黑洞旋转的最快速度，这一速度是快速旋转恒星崩溃之前测定的。
所谓“超大质量黑洞”是指每个质量约为太阳的100亿倍。如果存在超大质量黑洞，那么在它周围的物质亦应当像绕太阳旋转的行星那样，遵循“开普勒行星运动三定律”，哈勃太空望远镜就在NGC4261.室女座M84星系、室女座M87星系等星系中心发现了高速旋转的气体，而且发现银河系中心有几颗恒星按照轨道环绕中心的速度是其他恒星的上千倍，能使恒星飞速旋转必须有极大的引力，而只可能是超大质量黑洞有这样的能力。
根据开普勒定律，气体的旋转速度应与其围绕天体的质量的平方根成正比，与旋转半径的平方根成反比。如果能够确定旋转速度和半径，就能求出那个天体的质量，NGC4261旋转半径为300光年以内，质量约为太阳质量的20亿倍；M84星系旋转半径为30光年以内，质量约为太阳质量的3亿倍；M87星系旋转半径为15光年以内，质量约为太阳质量的30亿倍。10亿倍太阳质量的黑洞的半径大约为10天文单位，也就是1光年的一万分之一。所以，哈勃太空望远镜的观测结果与黑洞的半径相比较，还没有把握住黑洞的外侧。
1995年，有关科学家与美国史密森尼安天文台合作，使用超长基线电波干涉仪群观测猎犬NGC4258星系的中心区域，发现在NGC4258星系中心仅0.3光年的区域内，就存在相当太阳质量3600万倍的质量，而且获得了迄今为止最精确的旋转速度。由此，星系中心存在超大质量黑洞的可能几乎转瞬间便具有了可能性。同年，科学家们进行了对确认超大质量黑洞具有决定意义的观测，证据是通过日本的X射线天文卫星观测得到的，观测对象是名为“MCG-6-30-15”的一个活跃星系。观测结果表明，来自这个星系中心的X射线发生了“引力红移”，这是非黑洞无法解释的。
所谓“引力红移”是在强引力作用下，时间似乎变慢的可用广义相对论解释的现象，在这种现象中光波长变长。这个现象被确认其意义就相当于直接观测到黑洞。科学家从此得到了超大质量黑洞存在的强有力的证据，任何星系都存在巨大黑洞。
黑洞不是“无色的”，周围可能围绕着光环
据麻省理工学院《技术评论》（TechnologyReview）杂志报道，天文学家认为，星系中心的超大质量黑洞不再是“无色的”，其周围可能围绕着光环。
据报道，天文学家利用甚长基线干涉测量法，已经在黑洞成像技术方面取得了长足进步。人们普遍认为，在不远的将来，还会开发出更加先进的观测方法。
根据理论预测，黑洞周围的光环，由黑洞吸引和束缚的光子组成。这个光环并没有穿透“事件穹界”，仅仅位于“事件穹界”的外围。事件穹界，即黑洞周围让物质有去无回的边界，在边界以外观测不到边界以内的任何事件。光环的直径可能比其围绕的黑洞直径大几倍，利用未来的成像技术可能可以看到它们。现在天文学家最急切希望的是，利用甚长基线干涉测量法等手段，可直接测量黑洞的质量。
天文学家认为，他们很快会直接观测到黑洞，并且能够观测到这些光环。广义相对论有一个著名的黑洞“无毛发定理”（No-HairTheorem），它表明稳定黑洞的内部性质被其质量、电荷及角动量三个宏观参数所完全表示。阿里桑那大学专家蒂姆·约翰森（TimJohannsen）和迪米特里奥斯·帕萨提斯（DimitriosPsaltis）指出，位于星系中心的黑洞是验证“无毛发定理”的最合适的对象。
2010年11月16日凌晨1点30分，美国宇航局宣称，科学家通过美国宇航局钱德拉X射线望远镜在距地球5000万光年处发现了仅诞生30年的黑洞。
领导这项研究的美国哈佛·史密森天体物理学研究中心的丹尼尔·帕特诺德（DanielPatnaude）说：“如果我们的解释是正确的，这是迄今为止观测到的距离地球最近的新生黑洞！”
这个最新发现的年仅30岁婴儿黑洞是超新星SN1979C的残骸物质，该超新星位于M100星系，大约距离地球5000万光年。基于1995年至2007年的观测数据，科学家推断这个年轻黑洞的成长是超新星SN1979C或者一个双星系统提供“营养成份”。
超新星SN1979C首次被观测是1979年，由一位业余天文学家发现。科学家认为SN1979C是由一颗质量是太阳20多倍的恒星坍塌后形成的。之前在遥远宇宙区域发现的新黑洞是在伽马射线暴（GRBs）中发现的，然而SN1979C截然不同，这是由于它非常接近地球，属于超新星类型，不可能与伽马射线暴有关。科学家基于该理论预测宇宙中存在着更多的黑洞，它们形成于恒星内核崩溃、未产生伽马射线暴的时期。
这个婴儿黑洞的30岁年龄与理论研究相一致。2005年，一项理论研究报告显示，超新星SN1979C的明亮光线的能量来源于一个黑洞的喷射流，该黑洞喷射流不能穿透恒星的氢气包裹层形成伽马射线暴。这项研究结果与SN1979C的观测结果十分相符。
据英国媒体2013年1月22日报道，美国的天文学家公布了首张预测的黑洞形状图像，像一弯月牙，但他们坦言并没有技术来证明他们的猜测。
在第221届美国天文学会的大会上，来自美国加州大学伯克利分校的天文学家艾曼·卡曼鲁迪（AymanBinKamruddin）公布了他猜想的黑洞图像。
据了解，黑洞是看不见的，即使是光也不能脱离它的巨大引力。天文学家设想，黑洞的周围有边界，并且被其吸入的物质放射的射线可以被观测到。首张黑洞图像便是在这种预期下完成的。
卡曼鲁迪告诉记者说：“黑洞周围有许多非常有趣的物理现象，这些物质会发光。从技术的角度讲，我们不能看到黑洞，但我们可以有效解决视界的问题。”
事实上，天文学家的黑洞图像设想是建立在尚未完成的模型之上的。一个名为“视界望远镜”的新项目将世界范围的射电望远镜的观测数据联合起来。这样，太空中的微小景象都能被观测到了。
加州伯克利分校另一名天文学家贾森·德克斯特说：“我认为在未来5年内，我们得到黑洞的真实形象就不是一件疯狂的事情了。”
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