黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸速度大于光速。
1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解，這個解表明，如果將大量物質集中于空間一點，其周圍會產生奇異的現象，即在質點周圍存在一個界面——“視界”一旦進入這個界面，即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名為“黑洞”。
黑洞的神奇之處在于，事件視界在我們的三維宇宙中是二維的。這意味著黑洞中存在有一些我們無法認知的事物。
盡管近幾十年來，科學家對宇宙的認識有了巨大的進步，但宇宙從何而來仍是一個懸而未解之迷，神秘的黑洞也同樣令天文學家大為困惑。現在，一些科學家開始考慮這兩者是否以某種方式存在聯系。
在時間的開端，即138億年前，整個宇宙只有一個致密熾熱的能量點，描述空間、時間、物質和能量的物理定律在這里不再適用——這就是奇點。然后，宇宙大爆炸，直至今天的模樣。
在目前的宇宙中，唯一會出現奇點并且物理定律完全失效的另一個地方就位于黑洞的事件視界之中，這是當前的科學理論所無法解釋的。事件視界就像一層具有防護性且不透明的包圍繞著黑洞。
在2014年首次提出并且目前正在接受嚴肅審查的理論聲稱，我們的宇宙是誕生自一個巨型黑洞的奇點。
簡而言之，我們的三維宇宙有可能圍繞著一個四維宇宙的事件視界。
這項2014年來自周理論物理研究所(Perimeter Institute)和滑鐵盧大學(University of Waterloo)的研究認為，在這一假設下，當一顆恒星在四維的宇宙中坍縮成一個黑洞時，我們的宇宙就此形成。
最近，來自波蘭的路易克拉克大學(Lewis & Clark College)的物理和天文學教授Ethan Siegel重新審視了這個理論，他解釋了一個黑洞如何在另一個宇宙中形成，而導致物質“落入”我們的宇宙。
Siegel博士認為，當第一個黑洞從恒星核心的內爆和坍縮中形成時，事件視界第一次出現，然后隨著越來越多的物質持續落入其中，事件視界迅速擴張并持續增長。
如果把一個坐標網格放在這個二維的包圍上，那就會發現它起源于網格線非常緊密的地方，然后隨著黑洞的形成而迅速擴張，再之后隨著物質以低得多的速度落入其中而使得擴張變得越來越慢。至少在概念上，這與我們所觀測到的我們三維宇宙的膨脹速率相吻合。
那么，我們的宇宙不是起源一個奇點，而是作為不斷增長的四維黑洞所產生的包圍嗎?科學家不能排除這種情況，雖然更高的維度可能是在于我們的經驗之外，但它們可以很好地解釋我們的宇宙起源。
宇宙中的超級謎團 銀河系中央黑洞竟是蟲洞
宇宙中的超級謎團，銀河系中央黑洞竟是蟲洞。宇宙對于人類來說充滿著神秘感，人們想要知道宇宙之中到底存在著那些秘密，但是隨著調查的深入，謎團卻越來越多。
黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種密度無限大體積無限小的天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸速度大于光速。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高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”，可以獲取黑洞存在的訊息。
時空洞(sofa)又稱愛因斯坦-羅森橋，也譯作蛀孔或蠹孔。是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。蟲洞是1916年由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆首次提出的概念，1930年由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設的，認為透過蟲洞可以做瞬時的空間轉移或者做時間旅行。
據英國媒體2016年10月22日報道，意大利一項最新研究成果顯示，銀河系的中央可能確實存在著通往另一個宇宙的巨大入口，而且這個入口完全可以容納一艘宇宙飛船通過。根據這項最新研究，與電影中通過時空隧道實現星際穿越的方式類似。
人類可以通過蟲洞(天體物理學術語，又稱愛因斯坦-羅森橋，是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道)，前往另一個宇宙是完全有可能的。意大利學者在《物理年鑒》(Annals of Physics)刊物上發表的這項最新研究成果認為，銀河系中存在的扭曲時空的黑洞——集中重力的區域，可能就是偽裝的蟲洞。
此前，科學家發現銀河系存在著超大的黑洞。這些意大利科學家根據復雜的數學模型做出了上述結論，稱這個入口可能是由暗物質組成的。意大利的里雅斯特市高深研究國際學院(International School for Advanced Studies)地帕羅·薩盧希(Paulo Salucci)教授說，他們的結論是，銀河系可能確實存在著至少一個隧道，大小甚至可能與星系一樣大。
薩盧希說，與銀河系類似，其他星系也可能存在著蟲洞。他說，根據他們的推測，人們可以通過這些隧道穿梭、航行，如同電影中星際穿越鏡頭中所看到的情景。只能說，科學家目前想的太天真了，事情絕非如此簡單。
在巨型旋渦星系中發現超大質量黑洞
近日，中歐射電天文學家在巨型旋渦星系ngc5252的星系盤附近發現了另一顆伴有顯著射電噴流的超大質量黑洞。相關成果發表于《英國皇家天文學會月報》。發現這類雙黑洞系統，將有助于天文學家探索巨型星系和黑洞形成之謎。
ngc5252是一顆距離銀河系大約300萬光年的巨型旋渦星系。2015年，天文學家注意到其星系盤附近存在一個結構致密的奇異天體cxoj133815.6+043255，它從高能x射線到射電波段都有很強的輻射。為了揭示其射電輻射背后的秘密，瑞典onsala天文臺博士、上海天文臺客座研究員楊軍領導了一支國際研究團隊應用歐洲甚長基線干涉網，對其開展了史上最高分辨率的成圖觀測研究。
新疆天文臺博士楊小龍表示，“從分辨率接近毫角秒的圖像上看，這個奇異天體擁有結構致密的射電噴流。”其導師劉祥指出，“此噴流最有可能產生于一顆超大質量黑洞。”考慮到ngc5252星系中心還存在著一顆超級黑洞，上海天文臺研究員安濤強調，“兩顆超級黑洞距離如此接近，并且都有射電噴流，這是異常難得的觀測發現。”
這個黑洞是如何游弋到ngc5252星系附近的?這對超級黑洞是否最終會合并到一起?對此，天文學家目前尚無法給出明確答案，但如果能發現更多類似的成對超級黑洞系統，天文學家將能通過統計研究方法探索這類雙黑洞系統的起源和命運。
如何在實驗室里制造一個黑洞？
黑洞是物理學家的寶：我們可以在它身上，看到許多奇特的物理現象，驗證許多物理學概念，但是目前，我們還沒有辦法對黑洞進行直接觀測。
黑洞不產生任何輻射。它們既不發光，其本身也不釋放X射線。沒有這些媒介，望遠鏡無法工作。
幸運的是，物理學家辦法很多，他們在實驗室里造出了形形色色的模擬黑洞，試圖通過間接的方法，揭開許多謎團。
JeffSteinhauer是一位來自以色列理工學院物理系的學者。他宣稱用一個模擬的黑洞，確認了霍金輻射的存在。在霍金的預言中，黑洞能夠緩慢地產生輻射。而這種輻射，是由黑洞視界處正負粒子對的自發產生引起的。
視界是一切——包括光線在內——都無法逃離的黑洞邊界。視界處自發產生的粒子對中，如果有一個被黑洞俘獲，那么另一個就會被拋入太空。
Steinhauer的實驗，首次向人們展示了視界處可能確實存在著某種符合霍金計算結果的自發性波動。
但該實驗的結果，是否足以證明宇宙中的黑洞會產生霍金輻射還是有疑問的。原因就在于，Steinhauer的黑洞并不是嚴格意義上的黑洞。我們無法制造出足以形成黑洞的強大引力場。在這個實驗中，Steinhauer用聲波替代了光。
“這些聲波，就像是在河中逆流而上的人，河水的流速遠高于人游泳的速度.Steinhauer說。
他的研究團隊把一團原子氣體云冷卻到了接近絕對零度，制造出了一種所謂的“玻色-愛因斯坦”凝聚態物質。在把氣流加速到超音速后，人們便得到了一個聲波無法逃逸的系統。
Steinhauer的觀測結果，以論文的形式發表在了八月出版的《自然-物理學》雜志上。他不但在實驗中對霍金輻射進行了研究，還觀測了墜入黑洞和未墜入黑洞的粒子間存在的“糾纏”特性。
模擬黑洞的概念，其實在1980年代就已經有了。當時是由WilliamUnruh提出來的,是直到2009年，人們才在實驗室中造出實體。
科學家的目的，大多是想用這種方法來觀測霍金輻射。Steinhauer也是如此，他有幸成為第一位成功者。
事實上，他設計的這個模擬黑洞，在科研中有廣泛的使用價值。許多科學家相信，通過這種方式，人們或許能夠更加有信心地去面對當今物理學中的最大難題——如何將不相容的引力理論和量子力學結合起來。
要模擬一個黑洞，可以有各種方法。但它們的原理是相似的：要有一個臨界點，能夠用來對應黑洞的視界;要有某種振蕩，能夠用來對應光。
玻璃
2010年，一些來自米蘭大學的物理學家，用強烈的激光脈沖照射二氧化硅玻璃，制造出了一個模擬黑洞。他們還在這個“黑洞”身上觀測到了霍金輻射。
這些科學家先是朝著二氧化硅玻璃內部發射了一個激光脈沖，該脈沖的強度足以改變玻璃的折射率。隨后他們發射第二個。
由于折射率已經被改變，因此第二個脈沖在玻璃內的傳播速度會變慢，且最終停滯。通過這樣的方法，他們造出了一個光線無法穿透的“視界”。
偏振子
2015年，一個由HaiSonNguyen領導的科研團隊，向人們展示了一種利用偏振原理制造出來的聲波黑洞。
偏振子是一種名為“準粒子”物質的奇特狀態，它們由光子和被光激發的物質混合而成。該裝置的主體部分是一個用砷化鎵制成的微型空腔。空腔上有一個缺口。聚集于空腔內部的激光一旦擊中腔體，便會在缺口處產生偏振子。缺口處的激發粒子運動速度一旦超過音速，就會形成一個聲波無法逃逸的視界。
該團隊到目前為止，還沒能在這個實驗中觀察到霍金輻射。但學者們相信，在未來的實驗中，可以通過測量粒子流密度的變化，來感知逃離粒子帶來的波動。如果把偏振子冷卻到“玻色-愛因斯坦”凝聚態，人們還可以用它來模擬蟲洞。
水
洗澡的時候，在我們的趾間流入排水口的水，竟然與黑洞有著某些相似之處。諾丁漢大學的SilkeWeinfurtner博士制造了一個可被稱為“浴缸旋渦”的模擬黑洞。這是一個2000升的方形水槽，中心有一個傾斜的漏斗。水從水槽頂部和底部注入。水一旦抵達漏斗處，便會在角動量的作用下形成一個旋渦。
在這個“黑洞”身上，與光線對應的，是水面的漣漪;如果我們往水流中扔一個石子，離旋渦越近的漣漪就越難擴散。因此存在著這么一個臨界點，能夠讓漣漪無法擴散——這個臨界點，就是它的視界。
該實驗對模擬自旋黑洞附近的奇特物理現象尤其擅長，而這正是Weinfurtner研究的課題。
Weinfurtner的麻煩在于，這個黑洞不具量子特點;一切都存在于常規狀態下，因此我們只能從它身上觀察到經典力學現象。“這不是一個純凈的系統，”她說。“但我們可以隨意擺弄它，它經得起折騰。相信同樣的現象也會發生在天體物理學里。”
