你在地面上跳起来会落下，这是因为引力，火箭“跳”起来不落下是超过或达到了临界的速度，这个速度我们称之为逃逸速度，也叫第二宇宙速度。而光速是极限速度，如果在一个天体的表面经过都会被引力“拽下去”，那么这个天体就是黑洞。
图：黑洞与光
引力是维系宇宙的四种基本物理力之一(还有电磁力、弱核力和强核力)，我们生活在地球的引力之中，时时刻刻都在体验它。从更大的尺度看，引力是宇宙中一切可见结构的“搭建工”，太阳系，银河系和整个宇宙都离不开引力，而黑洞把引力利用到了极致！
图：爱因斯坦的履历
1916年，在《广义相对论》发布不到一年，德国物理学家史瓦西就基于此构建出黑洞的数学公式。1958年，美国物理学家大卫·芬克尔斯坦描绘出了黑洞的构想图：太空中一个黑色的区域，在这个这里，引力非常大，大到任何物质包括光子都无法从这个区域中逃逸出来。
广义相对论的爱因斯坦场方程：
图：Rμν里奇曲率张量,R是标量曲率,gμν度规张量,G是牛顿引力常数,Tμν应力能张量。张量描述了时空中物体的几何形状。
史瓦西构建的黑洞——史瓦西黑洞（不旋转、不带电荷）
图：Rs是史瓦西半径，G是万有引力常数，M是质量，c是光速
据目前所知离我们最近的黑洞是HR 6819三星系统，距离我们1000光年。天文学家根据其他两颗恒星所受引力大小模拟出了黑洞的位置和轨迹（红色轨迹）
图：什么？你看不见它？你当然看不见它，因为它是黑洞。
黑洞大多数由恒星演化而来，能否成为黑洞则取决于恒星的质量。我们的太阳是颗黄矮星，还不足以形成黑洞。大约50亿年左右，太阳会耗尽“氢燃料”，缓慢地膨胀成红巨星，它会吞没周围的行星，甚至是地球，然后引力继续将它坍缩成暗淡的白矮星，最终“溶解”成星云。
图：恒星的演化
如果恒星的质量达到30倍太阳质量，上述还不是它的宿命，黑洞才是它的归宿。与太阳一样，恒星会更快得耗尽氢，核聚变产生氦，氦还会继续聚变，氦的产物也会继续聚变。一次次的废料成为下一阶段的原材料，再成为废料，再进行聚变，直到聚变再也无法产生足够的能量来抵抗引力。于是恒星的核心向内坍塌，产生超新星爆炸。
图：超新星爆炸
爆炸会冲散核心外层的物质，如果它剩下的质量大于3倍太阳的质量，引力会再次使它坍缩，最终形成一个密度无限大的点，我们叫它奇点，这就是黑洞。
图：《星际穿越》中黑洞
任何有质量的物体，包括光，在黑洞附近运动时都会被拉向黑洞，如果进入黑洞的黑色区域，将无法逃离，无论任何物质，任何速度，这个区域被称为视界，视觉的界限。
黑洞的利用
70年代，霍金通过量子力学推论出黑洞并非只进不出，它会向外释放物质，我们称之为霍金辐射。20世纪，大量物理学家提出了各种各样收集霍金辐射的可行性方案，例如：将超强的弦放入辐射场中，还有说拿“桶”接的，当然这不是一般的桶。
图：黑洞与霍金辐射
这些想法都纯粹是理论上的，因为受制于材料的局限性。随着时间的推移，我们也许能够开发出既能经受住黑洞的引力，又能经受住霍金辐射的极度高温的工具。
除了利用“天然”黑洞的能量，我们或许还能在未来的某一天创造出微型黑洞作为能源，当然这一切都是霍金说的：
可能会有更小的迷你黑洞。如果宇宙是混沌的、不规则的，它们可能形成于非常早期的宇宙。一个质量相当于一座山的黑洞，会释放出x射线和伽玛射线，其速度约为1000万兆瓦，足以供应全世界的电力。然而，驾驭一个迷你黑洞并不容易。你不能把它放在发电站里，因为它会从地板上掉下去，最后落到地球的中心。唯一的办法，就是让黑洞绕着地球转。
——史蒂芬·霍金
图：爱因斯坦-罗森桥又称虫洞
除此之外，黑洞或许还可以帮助我们穿越遥远距离。在虫洞的理论中描述了时空中的两点虽然相隔许多光年，但可以通过"黑洞与白洞”连接起来。虫洞是爱因斯坦场方程的解，符合广义相对论，在理论上是可行性的。
图：恒星接近黑洞后被撕碎
虽然我们找到了黑洞存在的实际证据，并且拍摄到了它的吸积盘，但要用目前的技术证明虫洞的存在是完全不可能的。要想证明唯一的办法是驾驶一艘飞船中穿越它，难点在于这艘飞船在进入黑洞之后可能会被解体或是直接被撕碎。即使虫洞真的存在，无论这艘飞船是探测器还是载人飞船，黑洞几百光年或是上千光年的距离都不是目前人类敢想的。
图：黑洞吞噬
最后
这一切只能留给我们的后代来考虑，我们现在能做的就是为他们铺好路，增加人类对黑洞和宇宙运行的基本了解。也许有一天，人类最终会解开宇宙的一切答案，穿梭于星系之间。
