黑洞理论上有多种。以恒星级黑洞来说明一下。
根据万有引力定律,有质量的物体就会有引力,引力能够吸引其他物体。质量越大,引力也越强。一个物体要脱离一个大质量物体的引力,必须要有足够的速度。我们发射人造卫星,卫星速度要达到7.9千米/秒,才能克服地球引力,成为绕地球运动的卫星。
要发射星际探测器,速度要达到11.2千米/秒,探测器才能脱离地球引为,离开地球。这个速度叫“第二宇宙速度”,也叫“脱离速度”。每个星球都有自己的脱离速度。根据万有引力定律,引力与物体的质量成正比,与物体之间的距离(物体的半径)成平方反比。
黑洞本质上也是天体,是大质量恒星演化末期,发生超新星爆发时,质量被极度压缩的恒星核。恒星核物质被极度压缩后,在极小半径的体积内,集中了相当于好几个太阳质量的物质,使它具有极大的脱离速度。如果这个速度大到了光速,那就连光线都会被它吸引住而无法逃脱,外面的物体和光线一旦进入到它的引力范围内,也无法脱离它的引力,只能落入其中。这时,这个天体就既不会发光,也不能反射光,它是黑色的,是看不到的。它就是黑洞。
这就是黑洞的牛顿解释。还有黑洞的相对论解释(爱因斯坦解释),但牛顿解释更容易理解一点。
黑洞及周围的引力时空