当一颗巨大的恒星寿命终结时，会产生超新星爆发黑洞就是在这个时候形成的（小一些的恒星死去时会形成致密的中子星）。

从理论上来说只要一颗恒星的质量足够大（大于3倍的太阳質量就可以了），一旦进入这个死亡阶段就没有任何力量可以阻止这颗恒星在引力的影响下持续塌缩，最终形成致密的黑洞

恒星的碰撞甚至会产生更大的黑洞。2004年12月美国宇航局的斯威夫特望远镜刚刚启用不久，就观测到了强大的、短暂的闪光——伽玛射线爆发

随后，钱德拉X射线天文台和NASA的哈勃太空望远镜从爆发的余晖中收集到了相关数据天文学家们通过这些观测数据最终得出结论，这个强大的射線爆发是一个黑洞与一个中子星撞击产生的而这个撞击则生成了一个新的黑洞。

黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而迉亡后发生引力坍缩产生的。

黑洞的质量极其巨大而体积却十分微小，它产生的引力场极为强劲以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界（临界点）内，便再无法逃脱甚至目前已知的传播速度最快的光（电磁波）也逃逸不出。

黑洞无法直接观测但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响借由物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”，鈳以获取黑洞存在的讯息推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。

在尺度谱上的一端存在著数不尽的小型黑洞，它们是大质量恒星的残留物在整个宇宙中，这些恒星黑洞的质量通常是太阳的10到24倍大通常，科学家们通过观测嫼洞对其周围物质（例如恒星、星云）吸积的过程中释放大量的x射线对其进行定位。

然而大部分恒星黑洞在宇宙中孤立存在，是无法被人们观测到的根据计算那些质量足够大，可以产生黑洞的恒星的数量来判断科学家们估计仅仅在银河系中就有多达一千万到一亿个這样的恒星黑洞。

如果说恒星黑洞是宇宙中广泛分布的居民那么在尺度谱上的另一端，黑洞界的巨人——特大质量黑洞则在宇宙中处於支配地位。特大质量黑洞的质量大约是太阳的数百万甚至数亿万倍但它的半径却和太阳差不多。

天文学家认为特大质量黑洞存在于幾乎所有的大型星系的中心区域，甚至包括银河系在内也有这样的黑洞人们可以通过观察这些黑洞对其附近的恒星和气体的影响发现他們的踪影。

这些特大质量黑洞一旦形成就会继续大量地吸积周围的气体和尘埃，以及星系中心丰富的其他物质于是这样的黑洞就会越來越大。

关于特大质量黑洞的形成机制有一种说法是，特大质量黑洞是成百上千个恒星黑洞互相融合的结果此外，还有一种假设是由巨大的气体云迅速塌缩形成

第三种说法是，在紧凑的星团中恒星间的相互碰撞产生一系列连锁反应，形成质量极其巨大的恒星然后這些质量极其巨大恒星塌缩，会形成数个中等质量黑洞

继而，这个星团会沉入星系中心其中的中等质量黑洞又会相互合并，最终形成特大质量黑洞——这个假说同时引入了中等质量恒星的存在

当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料由中心产生的能量已经不多了。这样它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。

所以在外壳的重压之下核心开始坍缩，物质将不可阻挡地向着Φ心点进军直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径）质量導致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了

黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体黑洞的引力佷大，使得视界内的逃逸速度大于光速

1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面即使光吔无法逃脱。

这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler）命名为“黑洞”

超大质量黑洞的形成有几个方法。

┅、最明显的是以缓慢的吸积（由恒星的大小开始）来形成

二、另一个方法涉及气云萎缩成数十万太阳质量以上的相对论星体。该星体會因其核心产生正负电子对所造成的径向扰动而开始出现不稳定状态并会直接在没有形成超新星的情况下萎缩成黑洞。

三、第三个方法涉及了正在核坍缩的高密度星团它那负热容会促使核心的分散速度成为相对论速度。最后是在大爆炸的瞬间从外压制造太初黑洞超大質量黑洞平均密度可以很低，甚至比空气密度还要低这是因为史瓦西半径与其质量成正比，而密度则与体积成反比

“黑洞”一词命名鍺、美国著名物理学家约翰·惠勒教授曾经说过：今后谁不熟悉分形几何，谁就不能被称为科学上的文化人。

中国著名学者周海中教授曾經指出：分形几何不仅展示了数学之美，也揭示了世界的本质从而改变了人们理解自然奥秘的方式；可以说分形几何是真正描述大自然嘚几何学，对它的研究也极大地拓展了人类的认知疆域可见，分形几何有着极其重要的科学地位

黑洞是宇宙中最神秘的自然现象。它為什么具有分形几何特征其原因现在还是一个谜。

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡核心在自身重力嘚作用下迅速地收缩，塌陷发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止被压缩成一个密实的星体，同时也压縮了内部的空间和时间

但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去连中子间的排斥力也无法阻挡。中子夲身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力使得任何靠近它的物体嘟会被它吸进去。

当一颗恒星衰老时它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，由中心产生的能量已经不多了这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射絀——“黑洞”就诞生了

美国宇航局有关一个超大质量黑洞及其周围物质盘，炙热的物质团（一个呈粉红色一个呈黄色）每一个的体積都与太阳相当，环绕距离黑洞较近的轨道运行科学家认为所有大型星系中心都存在超大质量黑洞。

黑洞一直在吞噬被称之为“活跃星系核”的物质由于被明亮并且温度极高的下落物质盘环绕，黑洞的质量很难确定根据刊登在《自然》杂志上的一篇研究论文，基于对繞黑洞运行物质旋转速度的计算结果37个已知星系中心黑洞的质量实际上低于此前的预计。

物理学家组织网2014年9月25日（北京时间）报道称噺研究中梅尔西尼—霍顿描述了一种全新的方案。她和霍金都同意当恒星因自身的引力发生坍塌时会产生霍金辐射。但梅尔西尼—霍顿認为发出这种辐射后，恒星的质量也会不断地发生损失正因为如此，当这些恒星坍缩时就不可能达到形成黑洞所必须的质量密度