早在十八世纪末，根据牛顿的万有引力定律和光的微粒学说，米歇尔和拉普拉斯就曾作出预言，一颗足够致密的恒星可能会成为一颗看不见的天体，因为其引力能强到连光子都跑不出来的地步。拉普拉斯当时把这种星体称为“暗星”。1968年，普林斯顿大学的理论物理学家惠勒提出了“黑洞”的概念，意为吞食自然界物质的无底洞穴。现代天体演化理论认为，黑洞是在大质量超巨星坍缩时形成的。恒星演化末期，位于恒星中心的铁核在自身万有引力的作用下迅速收缩，当恒星铁核质量在3个太阳质量以上时，引力坍缩的结果就可以使这一星体演变为黑洞。
按照牛顿的经典引力理论，在引力场M的作用下，一个质量为m的物体，以速度v运动时，其总能量为E=1/2mv2-GMm/r；（G为万有引力常数）。当E=0时，物质的速度v被称为逃逸速度，v=(2GM/r)1/2；对地球而言，其逃逸速度为11.2公里/秒。如果星体质量不断增大，或半径不断缩小，那么物体的逃逸速度就会不断提高，直至趋于光速。当一星体的逃逸速度达到光速时，该星体就是经典意义上的黑洞。
不过，黑洞问题真正引起科学家们的关注，还是在广义相对论问世以后，人们根据爱因斯坦的理论，就黑洞的成因及存在方式进行了较为深入的研究。在广义相对论中，空间和时间构成了一个四维时空，时空的几何性质与物质的分布存在着密切联系，物质使空间发生了弯曲，而弯曲的空间又反过来影响物体的运动轨迹。引力场的强度决定了四维时空的“曲率”，引力场越强，空间弯曲得就越厉害。
德国物理学家希瓦施根据引力方程，推算出了不旋转电中性的点质量周围场方程的解。计算结果表明，当恒星坍缩接近零体积、大密度质点状态时，引力效应开始急剧增大，该点质量用数学形式表达便是“奇点”，又称“极点”，亦即物理意义上的“黑洞”。黑洞的时空性质是极度弯曲的，以至光子都无法逃逸出去。光子被黑洞吸引不能再返回的那一界面叫黑洞的视界，视界到黑洞中心的距离，被称为希瓦施半径，黑洞的希瓦施半径恰好和星体的引力半径相等，即R=2GM/c2。黑洞是通过理论计算而预测的一种特殊天体，它在空间存在上以视界为界面，全部质量都集中在中心的质点上。
随着黑洞理论的发展，科学家对黑洞的量子性做了进一步探讨。1975年，霍金提出了黑洞具有辐射的观点，认为一切比其周围温度高的物体，都要向外释放热量，黑洞也不例外。黑洞将通过霍金辐射向外释放能量，一个典型的黑洞可以在1018分之一秒内自我蒸发掉。
由于黑洞在理论上的不可观测性，因而证明其存在是相当困难的，但是，天文学家们还是努力地在宇宙中搜寻它的踪迹。研究人员认为，有两条途径可以间接地证明黑洞的存在：（1）黑洞的引力场效应，通过研究具有看不见伴星的双星系统，来探测黑洞的引力场。如果发现该看不见伴星的质量大于3倍太阳质量，那么此伴星则可被列为黑洞的候选者。（2）落入黑洞的物质在进入视界前，将被加热并发射出x射线，这样一个看不见的强x射线源，就有可能是一个黑洞。
目前，天空中被认为最有可能是黑洞的天体，是天鹅座x-1。它是颗强x射线源，本身又是颗明亮的蓝星，有一颗伴星，质量至少是太阳质量的8倍，可是却看不见。另外，也有人相信室女星系团内的巨椭圆星系M87的核心，潜藏着一个超大型的黑洞。其实，如果按黑洞的理论标准衡量，在我们银河系的核心，又何尝不会隐藏着一个巨型黑洞呢？
按照黑洞的形成条件，宇宙中应该存在着大量的黑洞。但是，在现实宇宙空间中，能够提供给我们可观测的具有黑洞特征的天体，却是凤毛麟角，少之又少，这是为什么呢？针对来自现实的困惑，就曾有人对黑洞理论提出质疑，既然黑洞的引力效应连光子都无法从视界内逃逸出来，那么,引力效应本身又是如何传播的呢？不言而喻，霍金辐射也面临着同样的困难，黑洞的温度不可能是绝对零度，如果黑洞的温度低于周围环境的温度，它将从周围环境中吸取热量；如果它的温度高于周围环境温度，那么，根据热力学定律，它必然要向周围释放热量，显然，这种热辐射与黑洞的定义是自相矛盾的。
从黑洞的引力效应来看，如果黑洞存在于星系核心，那么，随着被吸入物质的增多，它的质量会越来越大，视界半径也会随之增大。这样，黑洞将把星系核心的大部分物质（恒星）吞食掉，这一过程必将在星系演化中引起巨变，然而，我们在天文观测中却没有发现这种现象。
在黑洞内部，从理论上说，当一个天体的半径达到希瓦施半径时，体积会无限收缩下去，直至为零，而密度则会增至无限大，理论研究者把这一物质质点称为奇点。这种古怪的没有空间存在的奇点，简直令人不可思议。
总之，黑洞这一广义相对论所预言的天体，给人们留下了太多的疑问和困惑。
美天文学家全新看法称黑洞根本不存在
城市快报/综合消息据《羊城晚报》报道，多年来，神秘的黑洞理论令众多世界顶级科学家心驰神往。然而一些美国科学家日前却提出全新的看法，他们认为所谓的黑洞根本是子虚乌有。
据英国媒体29日报道，提出该理论的是席尔德领导的哈佛•史密森天体物理研究中心的研究小组。他们观察了一个距离地球90亿光年的类星体后提出这一理论。此前科学家一直相信，类星体中央便是黑洞。席尔德表示，该类星体的中央有一圈碟形物质形成的洞。他们相信，该洞是由强力磁场发射出的物质形成的。黑洞理论是1784年由一名英国地质学家提出的，后被爱因斯坦证实。根据黑洞理论，可以吞噬一切物质的黑洞是没有磁场的。席尔德的科研小组据此提出，类星体中央由强力磁场发射出的物质形成的洞将推翻黑洞。
（摘自新浪网）