黑洞到底是个奇点，还是一个星球？

黑洞的核心是它的奇点，这个奇点包含所有最初形成黑洞的物质以及黑洞形成后落入其中的物质。从体积上讲，奇点几乎没有大小，质量被压缩成一个无限密集的点。在这一点上，人类所知的物理定律并不适用。越接近这一点，引力就越大，随着重力的增加，抵消重力的逃逸速度也会增加。在接近奇点的某一位置，逃逸速度超过光速，这是任何物体能达到的最高速度。换句话说，超过这个位置，即视界，就绝对不可能逃脱被吞噬进奇点。视界和奇点之间的距离，称为史瓦西半径，史瓦西半径取决于黑洞的质量，奇点的质量越大，它的视界就越远。

当黑洞活跃时，周围会被吸积盘包围。随着围绕黑洞旋转的气体和其他物质越来越接近视界，黑洞的强大引力使它们的运动加速（上图），产生了强烈的摩擦。摩擦使气体升温，释放电磁能量，如x射线或可见光，如昨天发布的第一张黑洞照片中的明亮部分。除了吸积盘，科学家们还观察到明亮的喷流将物质从黑洞中喷发出去（下图），对这些强射流的主要解释是吸积盘的旋转运动产生了强磁场，反过来，强磁场以光速将物质从吸积盘中带走。

黑洞的边界是它的视界。在视界之外，如果一个物体速度足够快，就能逃脱黑洞引力；在视界内部的逃逸速度比光速更快，这是自然法则禁止的。因此我们无法用任何方法观察到黑洞里面的任何东西，这个结果被戏称为“无毛定理”（no-hair theorem）：无论黑洞内部发生了什么，没有一根头发伸出视界。这个定理提出了一个挑战性的难题——黑洞信息悖论，我们不知道一个黑洞是否还保存有过去的信息，如果这些信息被摧毁，就违反了量子力学的一个原则，任何过程都能时间反演；如果信息被保存下来，就超越了广义相对论。

黑洞的内部不仅仅是宇宙中一个不可接近的区域，也是最极端的物理学领域——最强的引力和最激烈的量子过程。大多数物理学家认为，对黑洞内部的完整描述需要量子引力，一种统一量子物理学和广义相对论的理论，或者当前引力模型的修正版本，包括霍金也提出了一种霍金辐射的理论模型来解决黑洞信息悖论。