几个世纪以来，科学家们一直在探索宇宙的由来，到了20世纪末，天文学家们相信他们已经踏上了一条正确的道路，因为远在时空的深处，他们发现了黑洞，黑洞涵盖了一切事物开始的因素，它们是未知世界的大门。
几个世纪以来，科学家们一直在探索宇宙是如何诞生及它的由来的线索。20世纪末，天文学家相信他们在正确的轨道上。远在时空的深处，科学家们发现了黑洞——巨大的碎片包含了不可估量的力量，在它的轨道上可以吞没一切。黑洞涵盖了一切事物开始的关键，它们是未知世界的大门，黑洞是我们宇宙中最奇怪、最神秘的物体。就像宇宙的真空清洁器，它们能吞没靠近它们的任何东西。它们没有明确的目的，在时空中穿梭。
黑洞是宇宙中最神秘的现象，宇宙学家相信在宇宙中有无数的黑洞，不论那些大头针大小还是巨大的黑洞都能吞没体积是太阳一亿倍的星体。在宇宙中我们所认知的星体有两千亿，但是宇宙是怎样被创造的呢？自有人类以来，所有文化都形成了模式与解释，但这些模式和解释都在相互竞争，这种激烈的斗争常常会出现在创造宗教观念的代表与那些捍卫真理的科学理论之间。现在我们对黑洞存在的知识使我们对创造总是加深了解，因为科学家现在相信，我们这个宇宙的来源的关键将在黑洞的深处被发现。
人们提出这样一个问题：什么时候我们能解决一切事物的理论，什么时候我们能读懂思想的变化，什么时候我们能开始找出在大冲撞之前发生了什么？目前，地球上没有人能精确地解释这个理论。几千年前，自然对人类命运的影响比今天要大。在许多文化中，神灵体现了自然现象，对于人类来说，崇拜神灵就是借用一个躯壳，对自然界无法解释的现象提供含义。
公元前六世纪，地中海地区的贸易非常繁荣，物理思考取代了神学，希腊人开始将神灵抛之脑后，希腊哲学家泰勒斯开创了现代科学。公元130年，天文学家托勒密结束了希腊科学哲学家的时代，他的思想直到16世纪仍有很大的影响。
在英国的剑桥，牛顿发起了科学革命，他的细心观察，准确的测量，严密的思考以及他的工作方法成为近代科学的标准。一次瘟疫给剑桥人带来了死亡与绝望，牛顿只能逃亡。在这个时期，他完成了他的著名著作《自然哲学方法论》，简称《基本原理》。运用牛顿的运动规律，就可以测量自然界中明显运动的一切事物，可以是一个雨点也可以是流星雨。
牛顿的独创精神给那个时代带来了曙光。他的新数学和微积分为力学和数学奠定了基础。最终，对行星轨道的稳定性有了可信服的解释。天文学成为可计算的并且是物理学中可解释和运用的一个学科。当牛顿在乡下住的时候，他专注于循环运动问题的研究。一天，他思考得很累了，就在他花园的苹果树下休息。牛顿看到一个苹果掉到了地上，他问自己是否引起苹果落下的力量同样会影响月亮及其运行轨道。他的结论（即无论它的大小，所有物体都相互影响）就是万有引力定律的基础。牛顿运用了很多数学概念来认识自然界，他使我们对世界的了解有了第一次的统一，因为他说明了苹果落地及让我们站立在地球的是同一个力量，这种力量控制了月亮围绕地球轨道运行，也控制了行星围绕太阳轨道运行，所以他说明了在地球及宇宙内部所产生的是同样的力量。这样，我们就能够测量天体运行轨道以及对即将发生的天文事件进行预测。
计算及探索航天飞机的轨道应基于同样的方程式，而这个方程式是牛顿在17世纪提出的。就是有了这些方程式的帮助，NASA的技术员们才能精确地测算出火箭发动机需要多强的动力才能按秩序运行，来克服地球的引力。另外，牛顿还注意到，地球、月亮及行星的运行轨道是椭圆的。正是有了牛顿的数学，宇宙航行才成为可能。
今天，我们可以看到宇宙空间很远的地方。我们能看到很久以前，甚至一百亿年前，我们证明了宇宙演变、出生和死亡的永恒规律。为了了解黑洞是如何产生的，我们需要宇宙来源的概念。宇宙的起点大约在150亿至200亿年之前，它开始于无限密集并且温度非常高的一个点，这个点一定是无限小的。科学家指出这一点就像一个奇点，它积累了大量的物质，到达一个极点之后爆发。今天我们称这种现象为大爆炸。大爆炸之后，小的气体云再一次集中起来，并在引力的影响下组合。因此，这个星体的出现很像我们的太阳，大约有50亿年了，这个星体不会永远存在。当再一个50亿年过去后，我们的太阳就会消失了。
太阳发出的热量和光能够辐射三亿多公里，这些能量存在于核聚变反应中，在温度高达摄氏一千五百度的时候，氢转化成氦。在它生命的尽头，太阳再也不能承受内部热核反应的压力，热气使太阳膨胀并威胁到使它爆裂。当这种情况发生后，地球上的所有生命和它邻近的行星将会湮灭。在这个过程中，太阳将会变异成一个红巨星，当太阳的燃料最终用完之后，它可能在它自身的重力影响下分裂。与太阳相比，大量的星体坍缩成我们所知道的中子星，黑洞就从中子星产生出来，质量比我们的太阳大很多倍。
在我们的概念里，黑洞是一个质量非常大，但是又看不见的物体，它究竟是怎么形成的呢？
黑洞的形成其实是恒星在它的衰老期发生了爆炸，慢慢形成黑洞，但是我们知道爆炸是有光的，但是黑洞是看不见的，那么它那些残骸物质是怎样迅速地凝成一个点呢，是什么力量促使它们这样的呢？
一个星星爆炸的时候，外面的气壳就迅速的膨胀，但是同时有个反弹的力量，把里面剩下的残骸往回压缩，把它压缩得非常密，这时候外边的气壳都跑了，非常密的东西压成非常密集的核，这个核就永远不再发光，就变成黑洞了。
1990年，哈勃太空望远镜被送上太空，使我们能更深入地观测宇宙。哈勃太空望远镜是据哈勃的名字命名的，他早在1929年就注意到宇宙是可以持续扩张的。哈勃太空望远镜在我们的银河系中心所拍的照片非常好，基于这些照片，科学家们推测在银河的中心有一个巨大的黑洞。
极好的望远镜就像为天文学家提供了放置于地球上的望远镜，望远镜的镜子、透镜及重量，能在眨眼间精确地调整弓形的片刻公差，这样能精确地拍摄几光年远的物体。夏普超级照相机拍摄了所谓的六千亿的小斑点，之后，照片应在高性能的电脑里阅读并进行评价。这就是天文学家在银河系中心发现了一个巨大的黑洞过程，但我们如何拍摄一些事实上看不见的东西呢？
我们从中心拍摄星体，在特定的距离观察它们，测量它们确切的速度。我们所发现的，事实上和太阳系的情况非常相似：越接近中心，星星移动得就越快。就像在太阳系里一样，在中心有一个巨大的天体，能控制一切，它不是一个太阳而是250万个太阳堆在一个非常小的体积里。中间的白色圆点是星星在黑洞周围旋转，这是一种死亡舞蹈，它们不可抗拒地被拉进黑洞的中心并被吞没。黑洞能引起两个不同的进程：第一个进程主要是实心的星体的生长及死亡，如果一个星体比太阳大得多，之后一颗星体在相对短的时间内爆炸，也就是几百万年。一颗星体比太阳大上百倍，剩下的是灰，如果这个灰非常的重，就会崩裂，创造出一个小黑洞。在银河系中，一个大黑洞的出现可能是由于通过在中心的让人难以置信的引力下进入中心，在某些方面创造了非常稠密的星体堆。通过在某个时候星体的大量滑移，他们彼此融化，创造出一个中等尺寸的黑洞，它们能持续形成难以置信的尺寸，通过那些另外的物质，星星和气体随着时间的运行从外部被吸入。自从使用了人造卫星，天文学家开始掌握了很多关于宇宙及黑洞存在的知识。太空旅行是非常昂贵的，然而，每一次进入太空的旅行，我们都能更进一步了解宇宙之谜。地球上空的大气层，似乎使镜头蒙上了一层灰尘，灰尘微粒使得从地面观察天空非常困难，而太空望远镜使我们看到了宇宙更宽阔而清晰的区域。
对于一个星体的年龄和化学组成，光为天文学家提供了信息。每一颗星星都会传送特有的光信号，它们是惟一的，就像指纹一样不会出错，我们现在能在宇宙中看到几亿年前的恒星景观，但是黑洞内部是什么，在那儿还有什么秘密在等待着我们呢？所有的物质，无论是灰尘或是行星，都趋向于越来越深地进入黑暗，被中心巨大的力量所牵引，潜伏在内部的某个地方，这就是时间与空间分离的地方。
为了理解宇宙的性质，我们不得不特别处理时间的维数。通常，我们经历时间和空间是非常困难的事情，我们已经在太空中认知了三维。在日常生活中，我们看表时只是感知到了时间，我们通过时间不断地活动着，但并不能影响它。这种运动总是在同一个方向——从过去到将来。我们既不能让时光倒转，也不能停止它，更不能使它提前。自然科学家把空间和时间用数学的方式描述成一个单元：时空。时间是第四维。
1905年，爱因斯坦发表了狭义相对论，来统一时间和空间。此理论描述了一个运行的时钟走得比一个静止的时钟走得慢。也就是说：一个移动很快的物体，时间过得比在地球上过得要慢。在飞机上，时间的延伸只是亿万分之一秒。然而，这个安装好的时钟非常精确，能够证明爱因斯坦的理论。根据爱因斯坦的理论，按轨道环绕地球飞行的飞行员大约每小时行驶75000公里，时间过得甚至更慢。这使美国总统理查德·尼克松对飞行员做出了非常有想像力的评论：“现在你感觉是不是年轻了？”
我们知道地球上一个人无论怎样用力往上面扔石头，这个石头都会落下来，这是因为这个石头脱离不了地球对它的引力，但是航天飞机可以飞离地面，是因为它有非常快的速度，速度克服地球引力的一个办法。是不是通过这个原理，我们知道黑洞既然能把光吸进去，而光速又是世界上最快的速度，所以任何物质都可以被黑洞吸进去。
这个黑洞原理一个关键的因素，就是一个物体离开天体的速度有多快，来决定这个天体是不是黑洞。要想离开地球需要有三种速度，像航天飞机，只要第一种速度就可以了，这叫做第一宇宙速度，实际上航天飞机或者人造卫星达到每秒7.9公里就可以在地球高空旋转，不会掉下来，这个时候它没有脱离地球引力，只能围绕地球旋转，所以叫做第一宇宙速度。如果想离开地球，我们就需要第二宇宙速度，也就是达到11.2公里每秒，这样就离开地球了，我们要登月，火箭的速度要达到11.2公里每秒。如果要离开太阳系，那要求的速度还要高，就要达到16.7公里每秒。我们曾经在太空中放过一个探测器，要放到太空中去，它的速度至少要达到16.7公里每秒。进一步再推测，如果一个物体质量非常大，半径很小，另一个物体的速度达到了每秒钟30万公里都逃不出来，那么这个物体就是黑洞。也就是说速度是一个决定性的因素。那么要想达到这么大的速度，就需要它的物质非常多，同时体积非常小，合起来我们可以算出来，它需要多大的质量，多小的体积，才能够达到逃逸速度是光速。
黑洞是看不见的，那我们通过什么方法才能知道这个区域有黑洞存在呢？
这是一个天文学家非常关心的问题，而且也是非常关键的问题。我们讨论了很长时间，爱因斯坦研究了很久，上个世纪初广义相对论出来，就告诉我们有黑洞，那么人家就会问，有没有，你看没看到黑洞，所以天文学家一个非常艰巨的任务就是寻找黑洞，怎么找呢，现在认为最好的一个方法就是首先找天上的辐射，X射线的这种源，这个X射线就跟我们医院里面X射线一样，不过是由天体发出的。为什么要找X射线呢？因为黑洞表面含有辐射非常强的X射线，所以首先要找X射线源。第一点，必须找到双星，不是单星，天上的双星很多，跟人间一样，天上大约有一半是双星，就是两个星总是在一起，好像夫妻一样。第二点，这个双星必须发射X射线。第三条，这个双星里边有一个星看不见，是黑的，另外一个星是看得见的，我们打个比方，黑洞说得不好听一点，就像个贪污犯，这夫妻两个有一个是贪污犯，我们确认它是贪污犯，还要找其他的证据，最重要的证据就是它的质量要足够大，要超过三个太阳的质量，所以我们综合起来就这样，它就必须辐射X射线。这样的东西既然看不见，我们只有通过两颗星其中一个绕着另一个星旋转，来确定它确确实实存在。这样我们就查出来一个确切的黑洞，这样的黑洞我们找到了很多，最有名的叫天鹅座X1，在天鹅座里边的一个X射线源，编号是第一号。
在相对论里没有绝对的时间。爱因斯坦把时间和空间作为动力来理解。爱因斯坦用革命的建议提出，重心不像任何其他的力量，因为这个时空不是平直的而是曲线的。为了理解它，我们要想象有一个空的空间，像一个有弹性的橡胶布，大量的星体创造了一个槽，就像蹦床上的保龄球一样，所有的物质都沿最小阻力轨道而行。所以，逻辑上它们沿这个曲线的轨道而行，因此，物质决定了时空的曲率，同时时空决定了物质的运行行为。如果有很强的重力，并且巨大的物质扭曲了时空，一些影响是看得见的，在太阳周围的区域，重心使时空卷曲。太阳背后的星光沿这个曲率而行并被弯曲。因此，星体的位置对于地球上的观察者来说有些歪斜，巨大的物质能使时空卷曲，它的功能就像曲光镜。
黑洞的奇点符合大爆炸的奇点，宇宙的密度及时空的曲率在这儿是无限的。数学不能处理无限的数字，所以奇点是抽象的点，没有人类会到达那里。当天体到达黑洞的中心会发生什么，就像我们所问的在大爆炸之前发生了什么；如果宇宙被分裂，在大碎裂之后又会发生什么情况？当然，这个答案我们不知道，但我们可以猜想的一件事就是我们不得不放弃大部分的常识，黑洞为我们提供了大量的奇异思考的空间。一些人认为在大爆炸之前有其他的宇宙，我们称之为多元宇宙理论。宇宙这个单词前三个字母“uni”意味着只有一个，但是也许我们的宇宙不仅只有这一个，也许有多个宇宙。这个理论说的是我们的多宇宙就像是开水，当水沸腾时，有很多气泡，并且这些气泡迅速扩大，大爆炸就像这些翻滚着的气泡。所以，在某种程度上，在我们的宇宙正在创造，在从什么都没有中不断地创造之前，就可能有黑洞和大爆炸。
爱因斯坦告诉我们，物质及能量是相等的，所以任何能量都会产生地心引力。是物质还是反物质，他们都有能量并且他们都会产生黑洞。我们的宇宙是由物质控制的，你到过的每个地方，事物都是由相同的材料组成：这种材料叫做物质。所有黑洞都可能是由普通物质构成，然后瓦解。黑洞的形成可能是从最开始的同等的物质与反物质中的射流被驱使出来。黑洞可能是一个创造电子和正电子的机器，是普通电子及称作正电子的反物质配对物。这些电子及正电子的射流可以从邻近的黑洞射出。如果我们能成功地把物质及反物质在可控制的条件下聚在一起，那么解决能量的问题则伸手可及，因为当物质与反物质碰在一起，他们就会产生能量。在大爆炸中，存在着几乎等量的物质与反物质，一个强烈磁体探测器会提供这个答案。
在太空，阿尔法磁性分光计是用来寻找哪里存在反物质的。粒子流入磁体，就像它们在粒子加速器里一样：它们的轨道揭示了是否是带负电荷的反物质或带正电荷的物质粒子。
一些人问：“对于我来说黑洞有什么用？我们能用黑洞做一个更好的面包吗？能得到更好的彩电吗？得到更好的电视接收吗？”不能！黑洞也许在几千光年远。最近的一个也可能在银河系的中心。然而在将来，我们将会有星球船，也许再过一百年后，用黑洞作为垃圾箱将会成为可能，几千年的工业社会产生的大量废物能被储藏到黑洞里。很难说，将我们的核废物沉到黑洞里是一个好办法，我们所知道的就是黑洞是无底的深渊，能吸收它周围的一切物质。说不定也会对地球或其他天体产生危险。
黑洞能吸进整个宇宙吗？在原则上，不认为有什么东西可以填满黑洞，但是我们的宇宙正在飞速地扩大，当我们看到其他的河外星系，就像我们从银河系看它们，我们能看到它们都在离开，越到将来，它们移动得越快，在银河系的中间一个单个的黑洞，甚至银河系的中间大团的黑洞没有足够大的量来停止扩张。如果你把宇宙的所有物质拿出来，宇宙本身可能不会有足够的量停止扩张，最终宇宙扩展到极限再回转是可能的。有许多天文学家及理论物理学家相信这种现象将会发生，如果是那样，宇宙本身就是一个黑洞，一旦被吸入，就会再回到像所有黑洞那种最终的奇点。
如果一个人非常有好奇心，进入黑洞进行探险飞行，那将会发生什么？那他将会有什么危险？
如果宇航员乘着宇宙飞船，在黑洞的边缘绕行，穿过黑洞的地平线，他必须是一个非常勇敢的宇航员，他必须勇敢，并且他必须有保险，他必须在家里就办好保险，因为他可能回不来，他可能会有一段愉快的时刻，他可能找到我们所不知道的事物，发现黑洞内发生了什么。不幸的是，他将不能告诉我们他所知道的一切，因为这是一个单程旅行。如果他进入的是一个大的黑洞，是形成的河外星系的一种，他甚至不会意识到黑洞的地平线，对于他来说，那不会是一个特别的地方。他将简单地继续落入黑洞，但人们不能在外部看到他，因为如果一艘船驶过地平线，水手不会注意到水有任何不同，局部看来，它就像十分钟以前同样的海洋，但是现在我们不能再看到那艘船，对于宇航员来说也是相同的。实际上，如果一个宇航员飞入了黑洞，他将会被强大的引力所吸引，并且像意大利面条一样抽出直到将他扯碎，他会生还吗？
物理学家相信，如果一样东西落入黑洞的中心，也许，只是也许，你根本不会死，但可能通过黑洞落入另一个宇宙，这就称为蛀洞。例如，拿一张纸，如果在两点间取最短的距离，就是一条直线，我们在小学就学了，然而那不是正确的，一条直线不是两点间最短的距离，因为能在多维空间将纸弯曲，让两点彼此接触，那就是一个蛀洞，所以一个蛀洞是捷径，通过多维空间的捷径，通过第三维，允许人们跨越巨大的距离，也许在一段时间内来回移动第四维，它看起来是不可思议的，根据爱因斯坦的相对论，物理学家假设一个黑洞有两个末端，两个末端在时空的不同地区开始。直到20世纪80年代，这些隧道被看作是科幻作家最纯洁的幻想，但是科学家建立了无规律的物理学，排斥及时旅行的可能性，也许我们不仅能在太空中开拓一个洞，而且通过这个洞进入另一个宇宙。
霍金相信，一段时间旅行是可能的，但不实际。理论上说，一个时间机器可能起这样的作用：宇宙飞船飞入黑洞的蛀洞，而在另一个时间另一个地点出现。宇宙飞船能够捕捉到一个行星，从它后面收进去，行星的引力就像磁铁，时间随着每一个旋转而慢下来，事实上，对于移动的物体来说，时间流逝得较慢，这也适用于蛀洞的末端。在实践中，我们知道我们不可能达到光的速度。但是时间旅行的想法是排除在经典物理学规则之外的，如果我们遵循其他居领导地位的物理学家的假设，他们会告诉我们，蛀洞不一定是位于我们宇宙的空间的，它们可能与其他宇宙产生连接。许多科学家相信，我们的宇宙是在渐渐地扩大着，终有一天它会崩裂。
有一些黑洞是由恒星衰变演化而来的，如果有一天太阳也变成了黑洞，那么会不会对我们这个地球运行的轨道产生影响呢？不会的，黑洞它对周围只有一个影响，就是引力的影响，要是不惹这个黑洞，它自己在那儿呆着，和一个正常的天体是一样的。打一个比方，如果我们太阳系里边有一个天体，比方说是金星变成黑洞了，有没有影响呢，应该说没有影响，只要大家不惹它。但是如果有一些小天体，非要飞到金星表面去，那它就会无情地把它吸进去，假如太阳变成一个黑洞，对我们地球的轨道来讲没有影响，不过你要记住，太阳不光是吸引着这个大家庭围着它旋转，还有最重要的功能就是发光，如果太阳变成黑洞，那太阳就不发光了，我们地球的生命就不可想象了，所以太阳变成黑洞虽然对于轨道没有影响，但对于地球上的生命那就影响太大了，所以我们绝对不希望太阳变成黑洞。
一提到黑洞我们就会想到伟大的科学家霍金，他的《时间简史》用大量的篇幅描述了黑洞，那么霍金在黑洞理论方面具体做了哪些贡献呢？
霍金的确是一个了不起的科学家，《时间简史》所讨论的问题实际上还不是他的特长，《时间简史》讲的是宇宙的起源和演化，他的最重要的贡献是在黑洞方面的贡献，他的贡献是什么呢，就是告诉你黑洞不黑，这个黑洞给人一种非常恐怖的印象，就是所有的东西靠近黑洞以后，就全被吸进去，而且进去以后永远不出来。所以大家就认为宇宙里虽然黑洞不是很多，但是只要有黑洞，只要一靠近黑洞，就会被吸进去，最后这宇宙岂不是都到黑洞里面去了吗，所以宇宙就不和谐了，这个显然是不符合逻辑的，我们还是希望宇宙是和谐的。霍金的工作就告诉你，这个黑洞可以不黑，可以不黑的意思是什么呢，黑洞还可以辐射，可是刚才我们说了半天，光都出不来了，那黑洞为什么还可以辐射呢，这里面就牵涉到另外一个问题，当这个物质世界非常小的一些最基本的单元，比方说一个电子，一个原子，一个中微子，一个光子，它们统称叫做量子，量子集中在一起就像我们人体的某一部分一样，每一部分的功能不一样，就是说这里边只要人足够多，总有人能耐非常大，也就说它的分布是按照一个几率来分布的，足够多的量子，总有个别的能量非常大，那么大到什么程度呢，大到可以从黑洞里跳出来，只要跳出一个来，黑洞的质量就缩小一点，第二个呢就又跳出来，根据这么个原理，黑洞里面的东西虽然跳得很慢，还是会不断往外蒸发。
如果说我们找一般的人，说你去爬珠穆朗玛峰，他肯定爬不上去，但是别忘了，尼泊尔的夏尔巴人就可以连氧气都不要，徒步爬上去，所以在人群里边总有个别的能人，更何况按照黑洞的原理，如果第一个人爬上珠穆朗玛峰，这个珠穆朗玛峰就会降低一点，有八千多米就会降低一米，第二个人再爬上去，珠穆朗玛峰再降低一米，所以这样你会想到，爬上一个人降低一米，那么珠穆朗玛峰也可以削平，黑洞能够蒸发就是这个原理，最后黑洞还是会蒸发掉的，这就是为什么宇宙中有三类黑洞，第一类是星系量级的黑洞，第二类是恒星量级的黑洞，第三类就是小黑洞，小黑洞可以变得越来越小，打一个比方，比方说如果物体有一吨重，这个黑洞蒸发掉的时间有10的负10次方秒；如果说有一百万吨的一个黑洞，那么它蒸发掉需要一年；如果我们太阳真要变成一个黑洞，它蒸发掉的时间就非常长了，10的66次方年，那是不可思议的长，但是不管怎么说，它总有一天有可能被蒸发掉。
霍金功劳这么大，但是并没有得诺贝尔奖，霍金什么时候才能得诺贝尔奖呢，大家推测是这样，因为黑洞变得很小很小以后，在我们太阳系的周围就有可能有一些小黑洞，这叫迷你黑洞，就是微黑洞，会有很多，如果说天文学家有一天确实探测到了这些小黑洞，就在我们太阳系周围它会爆发，就证实了霍金的理论，这样，霍金肯定会得到诺贝尔奖，霍金得诺贝尔奖还得靠天文学家来帮助。
我们从黑洞的过去，看到了黑洞的将来，我们的认识每进步一小点，后面总是有很多人付出了艰苦努力，科学的脚步不会停止，我们对宇宙的探索也不会停止。