黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
一顆巨大的恆星在其整個生命中，最終形成了一個II型超新星
事實上，一旦你越過事件視界，你將不可避免地遇到中心奇點。從外部觀察者的角度來看，一旦你穿過視界的邊界，你所做的就是增加黑洞的質量、能量、電荷和角動量。
從黑洞的外部，我們無法獲得它的初始組成信息。由質子和電子、中子、暗物質甚至反物質組成的（中性）黑洞看起來都是一樣的。事實上，我們只能從外部位置觀察到黑洞的三個性質：
- 它的質量，
- 它的電荷，
- 以及它的角動量（或固有的旋轉自旋）。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
一顆巨大的恆星在其整個生命中，最終形成了一個II型超新星
事實上，一旦你越過事件視界，你將不可避免地遇到中心奇點。從外部觀察者的角度來看，一旦你穿過視界的邊界，你所做的就是增加黑洞的質量、能量、電荷和角動量。
從黑洞的外部，我們無法獲得它的初始組成信息。由質子和電子、中子、暗物質甚至反物質組成的（中性）黑洞看起來都是一樣的。事實上，我們只能從外部位置觀察到黑洞的三個性質：
- 它的質量，
- 它的電荷，
- 以及它的角動量（或固有的旋轉自旋）。
黑洞事件視界外的嚴重彎曲時空的插圖
（上圖補充說明：當你越來越靠近黑洞質量的位置時，空間會變得更加嚴重彎曲，最終導致一個即使光也無法逃離的位置：事件視界。這個位置的半徑是由黑洞的質量、電荷和角動量、光速和廣義相對論定律單獨決定的。）
暗物質，儘管我們還知道它是什麼，但我們知道它有質量，而不是電荷。它給黑洞增加的角動量，完全取決於初始下降軌跡。如果你對其他的量子數感興趣——例如，因為你在思考黑洞信息悖論——你會懊惱地發現暗物質沒有這些量子數。
暗物質不具有色電荷、重子數、輕子數、輕子族數等，由於黑洞是由超大質量恆星（即正常的重子物質）的死亡形成的，新形成的黑洞的初始成分100%的正常物質和0%的暗物質。儘管沒有明確的方法來判斷黑洞是由什麼構成的，但我們親眼目睹了一個黑洞從祖恆星直接形成；沒有暗物質涉及。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
一顆巨大的恆星在其整個生命中，最終形成了一個II型超新星
事實上，一旦你越過事件視界，你將不可避免地遇到中心奇點。從外部觀察者的角度來看，一旦你穿過視界的邊界，你所做的就是增加黑洞的質量、能量、電荷和角動量。
從黑洞的外部，我們無法獲得它的初始組成信息。由質子和電子、中子、暗物質甚至反物質組成的（中性）黑洞看起來都是一樣的。事實上，我們只能從外部位置觀察到黑洞的三個性質：
- 它的質量，
- 它的電荷，
- 以及它的角動量（或固有的旋轉自旋）。
黑洞事件視界外的嚴重彎曲時空的插圖
（上圖補充說明：當你越來越靠近黑洞質量的位置時，空間會變得更加嚴重彎曲，最終導致一個即使光也無法逃離的位置：事件視界。這個位置的半徑是由黑洞的質量、電荷和角動量、光速和廣義相對論定律單獨決定的。）
暗物質，儘管我們還知道它是什麼，但我們知道它有質量，而不是電荷。它給黑洞增加的角動量，完全取決於初始下降軌跡。如果你對其他的量子數感興趣——例如，因為你在思考黑洞信息悖論——你會懊惱地發現暗物質沒有這些量子數。
暗物質不具有色電荷、重子數、輕子數、輕子族數等，由於黑洞是由超大質量恆星（即正常的重子物質）的死亡形成的，新形成的黑洞的初始成分100%的正常物質和0%的暗物質。儘管沒有明確的方法來判斷黑洞是由什麼構成的，但我們親眼目睹了一個黑洞從祖恆星直接形成；沒有暗物質涉及。
大質量恆星不見了
（上圖說明：哈勃的可見/近紅外照片顯示了一顆質量約為太陽質量25倍的大質量恆星，它已經消失，沒有超新星或其他解釋。直接坍縮是唯一合理的解釋，也是已知的一種方法，除了超新星或中子星合併之外，首次形成黑洞。）
有一個很好的理由相信，暗物質在黑洞的初始形成過程中不起作用，但會隨著時間的推移在黑洞的成長過程中起作用：從它的作用和不相互作用的方式來看。
記住，暗物質只在引力上相互作用，不像正常物質，後者通過引力、弱力、電磁力和強力相互作用。是的，在大星系和星系團中，暗物質的總量可能是正常物質的五倍，但這是整個巨大光環的總和。在一個典型的星系中，暗物質暈從四面八方延伸了一百萬光年或更長時間。相比之下，正常物質集中在一個僅佔暗物質體積0.01%的圓盤中。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
一顆巨大的恆星在其整個生命中，最終形成了一個II型超新星
事實上，一旦你越過事件視界，你將不可避免地遇到中心奇點。從外部觀察者的角度來看，一旦你穿過視界的邊界，你所做的就是增加黑洞的質量、能量、電荷和角動量。
從黑洞的外部，我們無法獲得它的初始組成信息。由質子和電子、中子、暗物質甚至反物質組成的（中性）黑洞看起來都是一樣的。事實上，我們只能從外部位置觀察到黑洞的三個性質：
- 它的質量，
- 它的電荷，
- 以及它的角動量（或固有的旋轉自旋）。
黑洞事件視界外的嚴重彎曲時空的插圖
（上圖補充說明：當你越來越靠近黑洞質量的位置時，空間會變得更加嚴重彎曲，最終導致一個即使光也無法逃離的位置：事件視界。這個位置的半徑是由黑洞的質量、電荷和角動量、光速和廣義相對論定律單獨決定的。）
暗物質，儘管我們還知道它是什麼，但我們知道它有質量，而不是電荷。它給黑洞增加的角動量，完全取決於初始下降軌跡。如果你對其他的量子數感興趣——例如，因為你在思考黑洞信息悖論——你會懊惱地發現暗物質沒有這些量子數。
暗物質不具有色電荷、重子數、輕子數、輕子族數等，由於黑洞是由超大質量恆星（即正常的重子物質）的死亡形成的，新形成的黑洞的初始成分100%的正常物質和0%的暗物質。儘管沒有明確的方法來判斷黑洞是由什麼構成的，但我們親眼目睹了一個黑洞從祖恆星直接形成；沒有暗物質涉及。
大質量恆星不見了
（上圖說明：哈勃的可見/近紅外照片顯示了一顆質量約為太陽質量25倍的大質量恆星，它已經消失，沒有超新星或其他解釋。直接坍縮是唯一合理的解釋，也是已知的一種方法，除了超新星或中子星合併之外，首次形成黑洞。）
有一個很好的理由相信，暗物質在黑洞的初始形成過程中不起作用，但會隨著時間的推移在黑洞的成長過程中起作用：從它的作用和不相互作用的方式來看。
記住，暗物質只在引力上相互作用，不像正常物質，後者通過引力、弱力、電磁力和強力相互作用。是的，在大星系和星系團中，暗物質的總量可能是正常物質的五倍，但這是整個巨大光環的總和。在一個典型的星系中，暗物質暈從四面八方延伸了一百萬光年或更長時間。相比之下，正常物質集中在一個僅佔暗物質體積0.01%的圓盤中。
（上圖說明：如模擬預測的那樣，密度不同的暗物質光環和非常大的漫反射結構，星系的發光部分按比例顯示。由於暗物質無處不在，它應該影響它周圍的一切的運動。典型暗物質光暈所佔據的體積大約是正常物質所佔體積的10，000倍。）
黑洞往往形成在星系的內部區域，在那裡，正常物質占主導地位。只考慮我們所在的空間區域：太陽周圍。如果我們在太陽系周圍畫一個半徑為100（AU）天文單位的球體（其中一個天文單位是地球與太陽的距離），我們將把所有的行星、衛星、小行星和幾乎所有的柯伊伯帶都圍起來。
不過，從數量上講，這個球體內的重子質量——正常物質——將由我們的太陽主宰，重約2×10的30次方千克。（其他一切加起來，只增加了0.2%。）另一方面，同一個球體中暗物質的總量？只有約1×10的19次方千克，也就是同一區域正常物質質量的0.000000.5%。所有的暗物質加起來和像朱諾（Juno）這樣的普通小行星的質量差不多。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
一顆巨大的恆星在其整個生命中，最終形成了一個II型超新星
事實上，一旦你越過事件視界，你將不可避免地遇到中心奇點。從外部觀察者的角度來看，一旦你穿過視界的邊界，你所做的就是增加黑洞的質量、能量、電荷和角動量。
從黑洞的外部，我們無法獲得它的初始組成信息。由質子和電子、中子、暗物質甚至反物質組成的（中性）黑洞看起來都是一樣的。事實上，我們只能從外部位置觀察到黑洞的三個性質：
- 它的質量，
- 它的電荷，
- 以及它的角動量（或固有的旋轉自旋）。
黑洞事件視界外的嚴重彎曲時空的插圖
（上圖補充說明：當你越來越靠近黑洞質量的位置時，空間會變得更加嚴重彎曲，最終導致一個即使光也無法逃離的位置：事件視界。這個位置的半徑是由黑洞的質量、電荷和角動量、光速和廣義相對論定律單獨決定的。）
暗物質，儘管我們還知道它是什麼，但我們知道它有質量，而不是電荷。它給黑洞增加的角動量，完全取決於初始下降軌跡。如果你對其他的量子數感興趣——例如，因為你在思考黑洞信息悖論——你會懊惱地發現暗物質沒有這些量子數。
暗物質不具有色電荷、重子數、輕子數、輕子族數等，由於黑洞是由超大質量恆星（即正常的重子物質）的死亡形成的，新形成的黑洞的初始成分100%的正常物質和0%的暗物質。儘管沒有明確的方法來判斷黑洞是由什麼構成的，但我們親眼目睹了一個黑洞從祖恆星直接形成；沒有暗物質涉及。
大質量恆星不見了
（上圖說明：哈勃的可見/近紅外照片顯示了一顆質量約為太陽質量25倍的大質量恆星，它已經消失，沒有超新星或其他解釋。直接坍縮是唯一合理的解釋，也是已知的一種方法，除了超新星或中子星合併之外，首次形成黑洞。）
有一個很好的理由相信，暗物質在黑洞的初始形成過程中不起作用，但會隨著時間的推移在黑洞的成長過程中起作用：從它的作用和不相互作用的方式來看。
記住，暗物質只在引力上相互作用，不像正常物質，後者通過引力、弱力、電磁力和強力相互作用。是的，在大星系和星系團中，暗物質的總量可能是正常物質的五倍，但這是整個巨大光環的總和。在一個典型的星系中，暗物質暈從四面八方延伸了一百萬光年或更長時間。相比之下，正常物質集中在一個僅佔暗物質體積0.01%的圓盤中。
（上圖說明：如模擬預測的那樣，密度不同的暗物質光環和非常大的漫反射結構，星系的發光部分按比例顯示。由於暗物質無處不在，它應該影響它周圍的一切的運動。典型暗物質光暈所佔據的體積大約是正常物質所佔體積的10，000倍。）
黑洞往往形成在星系的內部區域，在那裡，正常物質占主導地位。只考慮我們所在的空間區域：太陽周圍。如果我們在太陽系周圍畫一個半徑為100（AU）天文單位的球體（其中一個天文單位是地球與太陽的距離），我們將把所有的行星、衛星、小行星和幾乎所有的柯伊伯帶都圍起來。
不過，從數量上講，這個球體內的重子質量——正常物質——將由我們的太陽主宰，重約2×10的30次方千克。（其他一切加起來，只增加了0.2%。）另一方面，同一個球體中暗物質的總量？只有約1×10的19次方千克，也就是同一區域正常物質質量的0.000000.5%。所有的暗物質加起來和像朱諾（Juno）這樣的普通小行星的質量差不多。
在太陽系中，根據一級近似，太陽決定行星的軌道
（上圖補充說明：對於第二種近似，所有其他質量（如行星、衛星、小行星等）起著很大的作用。但要加上暗物質，太陽100個天文單位範圍內所有暗物質的整體貢獻與小行星帶第11大小行星朱諾的質量幾乎相同。）
隨著時間的推移，暗物質和正常物質都會與這個黑洞碰撞，被吸收並增加其質量。絕大多數的黑洞質量增長將來自正常物質而非暗物質，儘管在未來的10的22次方年左右的某個時刻，黑洞的衰變率最終將超過黑洞的增長率。
霍金輻射過程導致粒子和光子從黑洞視界外發射，從而保存了黑洞內部的所有能量、電荷和角動量。也許黑洞表面上編碼的信息也以某種方式編碼在輻射中：這就是黑洞信息悖論的本質。
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
一顆巨大的恆星在其整個生命中，最終形成了一個II型超新星
事實上，一旦你越過事件視界，你將不可避免地遇到中心奇點。從外部觀察者的角度來看，一旦你穿過視界的邊界，你所做的就是增加黑洞的質量、能量、電荷和角動量。
從黑洞的外部，我們無法獲得它的初始組成信息。由質子和電子、中子、暗物質甚至反物質組成的（中性）黑洞看起來都是一樣的。事實上，我們只能從外部位置觀察到黑洞的三個性質：
- 它的質量，
- 它的電荷，
- 以及它的角動量（或固有的旋轉自旋）。
黑洞事件視界外的嚴重彎曲時空的插圖
（上圖補充說明：當你越來越靠近黑洞質量的位置時，空間會變得更加嚴重彎曲，最終導致一個即使光也無法逃離的位置：事件視界。這個位置的半徑是由黑洞的質量、電荷和角動量、光速和廣義相對論定律單獨決定的。）
暗物質，儘管我們還知道它是什麼，但我們知道它有質量，而不是電荷。它給黑洞增加的角動量，完全取決於初始下降軌跡。如果你對其他的量子數感興趣——例如，因為你在思考黑洞信息悖論——你會懊惱地發現暗物質沒有這些量子數。
暗物質不具有色電荷、重子數、輕子數、輕子族數等，由於黑洞是由超大質量恆星（即正常的重子物質）的死亡形成的，新形成的黑洞的初始成分100%的正常物質和0%的暗物質。儘管沒有明確的方法來判斷黑洞是由什麼構成的，但我們親眼目睹了一個黑洞從祖恆星直接形成；沒有暗物質涉及。
大質量恆星不見了
（上圖說明：哈勃的可見/近紅外照片顯示了一顆質量約為太陽質量25倍的大質量恆星，它已經消失，沒有超新星或其他解釋。直接坍縮是唯一合理的解釋，也是已知的一種方法，除了超新星或中子星合併之外，首次形成黑洞。）
有一個很好的理由相信，暗物質在黑洞的初始形成過程中不起作用，但會隨著時間的推移在黑洞的成長過程中起作用：從它的作用和不相互作用的方式來看。
記住，暗物質只在引力上相互作用，不像正常物質，後者通過引力、弱力、電磁力和強力相互作用。是的，在大星系和星系團中，暗物質的總量可能是正常物質的五倍，但這是整個巨大光環的總和。在一個典型的星系中，暗物質暈從四面八方延伸了一百萬光年或更長時間。相比之下，正常物質集中在一個僅佔暗物質體積0.01%的圓盤中。
（上圖說明：如模擬預測的那樣，密度不同的暗物質光環和非常大的漫反射結構，星系的發光部分按比例顯示。由於暗物質無處不在，它應該影響它周圍的一切的運動。典型暗物質光暈所佔據的體積大約是正常物質所佔體積的10，000倍。）
黑洞往往形成在星系的內部區域，在那裡，正常物質占主導地位。只考慮我們所在的空間區域：太陽周圍。如果我們在太陽系周圍畫一個半徑為100（AU）天文單位的球體（其中一個天文單位是地球與太陽的距離），我們將把所有的行星、衛星、小行星和幾乎所有的柯伊伯帶都圍起來。
不過，從數量上講，這個球體內的重子質量——正常物質——將由我們的太陽主宰，重約2×10的30次方千克。（其他一切加起來，只增加了0.2%。）另一方面，同一個球體中暗物質的總量？只有約1×10的19次方千克，也就是同一區域正常物質質量的0.000000.5%。所有的暗物質加起來和像朱諾（Juno）這樣的普通小行星的質量差不多。
在太陽系中，根據一級近似，太陽決定行星的軌道
（上圖補充說明：對於第二種近似，所有其他質量（如行星、衛星、小行星等）起著很大的作用。但要加上暗物質，太陽100個天文單位範圍內所有暗物質的整體貢獻與小行星帶第11大小行星朱諾的質量幾乎相同。）
隨著時間的推移，暗物質和正常物質都會與這個黑洞碰撞，被吸收並增加其質量。絕大多數的黑洞質量增長將來自正常物質而非暗物質，儘管在未來的10的22次方年左右的某個時刻，黑洞的衰變率最終將超過黑洞的增長率。
霍金輻射過程導致粒子和光子從黑洞視界外發射，從而保存了黑洞內部的所有能量、電荷和角動量。也許黑洞表面上編碼的信息也以某種方式編碼在輻射中：這就是黑洞信息悖論的本質。
在黑洞表面編碼的信息位，與事件視界的表面面積成正比
（上圖補充註釋：當黑洞衰變時，它衰敗為熱輻射狀態。這些信息是否存活下來，是否被編碼在輻射中，如果是的話，如何，不是我們目前的理論可以提供的答案。）
這個過程可能需要10的67次方到10的100次方年的時間，這取決於黑洞的質量。但結果僅僅是熱輻射，黑體輻射。
這意味著一些暗物質將從黑洞中出來，但這完全獨立於大量的暗物質是否首先進入了黑洞。所有的黑洞都有記憶，一旦物質掉進去，是一組小的量子數，進入黑洞的暗物質的數量不在其中。出來的東西，至少在粒子含量方面，不會和你放進去的一樣！
黑洞是宇宙中一些最極端的天體：在一個很小的空間中只有一個地方有如此多的能量，以至於形成了一個視界事件。當它們形成時，原子、原子核，甚至基本粒子本身，在我們的三維空間中被粉碎成任意小體積的奇點。同時，所有從視界墜落的東西都只會增加黑洞的引力。這對暗物質意味著什麼？
一個活躍的黑洞的例子，它在兩個垂直的噴流中吸積物質並使其一部分向外加速。
暗物質如何與黑洞相互作用？它會像正常物質一樣被吸進奇點，導致黑洞的質量增加嗎？如果是這樣，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，會發生什麼？
要回答這些問題，我們必須從這開始：黑洞到底是什麼。
第一次從美國宇航局肯尼迪角航天中心發射的是阿波羅4號火箭
（上圖補充說明：儘管阿波羅4號火箭的加速速度不比跑車快，但它成功的關鍵在於它的加速持續了這麼長時間，使有效載荷能夠逃離地球大氣層進入軌道。最終，多級火箭將使人類完全擺脫地球的引力。土星五號火箭後來把人類帶到了月球上。）
在地球上，如果你想把東西送入太空，你需要克服地球的引力。我們通常認為這是平衡兩種形式的能量：地球自身在其表面提供的重力勢能，與你必須增加有效載荷以克服地球引力的動能相比。
如果你平衡了這些能量，你就可以獲得你的逃逸速度：一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度，具備這個速度後，才能最終達到與地球任意遠的距離。因為地球有一個厚厚的大氣層，阻礙逃逸運動，這就要求我們用更多的能量才能獲得逃逸速度，逃逸速度是一個有用的物理概念。
逃逸地球速度模擬圖
（上圖說明：如果地球沒有大氣層，那麼以特定速度發射炮彈就足以確定它是否掉回地球（A，B），是否停留在環繞地球的穩定軌道上（C，D），還是逃離地球的引力（E）。對於所有非黑洞的物體，這五個軌跡都是可能的。對於黑洞的物體，像C、D和E這樣的軌跡在事件視界內是不可能的）
對於我們的星球，逃逸速度大約是11.2公里/秒，我們在地球上發射的火箭實際上可以達到這個速度。自20世紀60年代以來，多級火箭一直在地球引力範圍之外發射宇宙飛船，自20世紀70年代以來，甚至在太陽引力範圍之外發射宇宙飛船。這是可能的，因為我們地球軌道的位置離太陽表面有很遙遠。
如果我們在太陽表面，我們需要達到的脫離太陽引力的速度——逃逸速度——會大得多：大約是地球引力的55倍，或者617.5公里/秒。當我們的太陽死亡時，但只有地球的物理大小。在這種情況下，它的逃逸速度約為4.570公里/s，或光速的1.5%左右。
天狼星A和B，一個正常的（類似太陽的）恆星和一個白矮星
將太陽與太陽成為白矮星後的遠近命運進行比較，能從中學到很多東西。隨著越來越多的質量被集中到一小區域的空間，逃離這個物體所需的速度就會上升。如果允許質量密度上升，或者通過壓縮成更小的體積或向相同的體積增加更多質量，您的逃逸速度將越來越接近光速。
這是關鍵限制。一旦你在物體表面的逃逸速度達到或超過光速，它不只是光不能出來，它是強制性的（在廣義相對論中），物體內的所有內容都不可避免地坍塌到或落入中心奇點。原因很簡單：空間本身朝中心區域坍塌的速度比光速快。你的速度限制小於你腳下的空間移動的速度，因此，沒有逃生的希望。
黑洞奇點引力動態模擬
（上圖說明：無論是在活動視界內還是在活動視界外，空間都像一條移動的走道或瀑布一樣流動，這取決於你想如何可視化它。在活動視界，即使你以光速奔跑（或游泳），也不會有克服時空流動的方法，因為時空流動會把你拉入中心的奇點。然而，在事件視界之外，其他力（如電磁）常常可以克服引力的牽引，甚至令墜落物質逃逸。）
所以，如果你在遠離中心奇點的任何一點上，你試圖抓住一個更遙遠的物體來抵抗引力坍縮，你就不能做到；坍縮是不可避免的。超過這個極限的最常見方法很簡單：從一顆質量比太陽質量大約20-40倍的恆星開始。
像所有真正的恆星一樣，白矮星通過燃燒核心區域的核燃料來維持生命。當燃料耗盡時，中心會在自身重力作用下發生內爆，造成災難性的超新星爆炸。外層被推出，但是中心區域足夠大，坍塌成一個黑洞。這些“恆星質量”黑洞的範圍大約在8到40個太陽質量之間，隨著時間的推移，它們將不斷增長，因為它們吞噬任何敢在附近冒險的物質或能量。即使你在穿越視界時以光速移動，你也逃不脫黑洞的魔爪。
一顆巨大的恆星在其整個生命中，最終形成了一個II型超新星
事實上，一旦你越過事件視界，你將不可避免地遇到中心奇點。從外部觀察者的角度來看，一旦你穿過視界的邊界，你所做的就是增加黑洞的質量、能量、電荷和角動量。
從黑洞的外部，我們無法獲得它的初始組成信息。由質子和電子、中子、暗物質甚至反物質組成的（中性）黑洞看起來都是一樣的。事實上，我們只能從外部位置觀察到黑洞的三個性質：
- 它的質量，
- 它的電荷，
- 以及它的角動量（或固有的旋轉自旋）。
黑洞事件視界外的嚴重彎曲時空的插圖
（上圖補充說明：當你越來越靠近黑洞質量的位置時，空間會變得更加嚴重彎曲，最終導致一個即使光也無法逃離的位置：事件視界。這個位置的半徑是由黑洞的質量、電荷和角動量、光速和廣義相對論定律單獨決定的。）
暗物質，儘管我們還知道它是什麼，但我們知道它有質量，而不是電荷。它給黑洞增加的角動量，完全取決於初始下降軌跡。如果你對其他的量子數感興趣——例如，因為你在思考黑洞信息悖論——你會懊惱地發現暗物質沒有這些量子數。
暗物質不具有色電荷、重子數、輕子數、輕子族數等，由於黑洞是由超大質量恆星（即正常的重子物質）的死亡形成的，新形成的黑洞的初始成分100%的正常物質和0%的暗物質。儘管沒有明確的方法來判斷黑洞是由什麼構成的，但我們親眼目睹了一個黑洞從祖恆星直接形成；沒有暗物質涉及。
大質量恆星不見了
（上圖說明：哈勃的可見/近紅外照片顯示了一顆質量約為太陽質量25倍的大質量恆星，它已經消失，沒有超新星或其他解釋。直接坍縮是唯一合理的解釋，也是已知的一種方法，除了超新星或中子星合併之外，首次形成黑洞。）
有一個很好的理由相信，暗物質在黑洞的初始形成過程中不起作用，但會隨著時間的推移在黑洞的成長過程中起作用：從它的作用和不相互作用的方式來看。
記住，暗物質只在引力上相互作用，不像正常物質，後者通過引力、弱力、電磁力和強力相互作用。是的，在大星系和星系團中，暗物質的總量可能是正常物質的五倍，但這是整個巨大光環的總和。在一個典型的星系中，暗物質暈從四面八方延伸了一百萬光年或更長時間。相比之下，正常物質集中在一個僅佔暗物質體積0.01%的圓盤中。
（上圖說明：如模擬預測的那樣，密度不同的暗物質光環和非常大的漫反射結構，星系的發光部分按比例顯示。由於暗物質無處不在，它應該影響它周圍的一切的運動。典型暗物質光暈所佔據的體積大約是正常物質所佔體積的10，000倍。）
黑洞往往形成在星系的內部區域，在那裡，正常物質占主導地位。只考慮我們所在的空間區域：太陽周圍。如果我們在太陽系周圍畫一個半徑為100（AU）天文單位的球體（其中一個天文單位是地球與太陽的距離），我們將把所有的行星、衛星、小行星和幾乎所有的柯伊伯帶都圍起來。
不過，從數量上講，這個球體內的重子質量——正常物質——將由我們的太陽主宰，重約2×10的30次方千克。（其他一切加起來，只增加了0.2%。）另一方面，同一個球體中暗物質的總量？只有約1×10的19次方千克，也就是同一區域正常物質質量的0.000000.5%。所有的暗物質加起來和像朱諾（Juno）這樣的普通小行星的質量差不多。
在太陽系中，根據一級近似，太陽決定行星的軌道
（上圖補充說明：對於第二種近似，所有其他質量（如行星、衛星、小行星等）起著很大的作用。但要加上暗物質，太陽100個天文單位範圍內所有暗物質的整體貢獻與小行星帶第11大小行星朱諾的質量幾乎相同。）
隨著時間的推移，暗物質和正常物質都會與這個黑洞碰撞，被吸收並增加其質量。絕大多數的黑洞質量增長將來自正常物質而非暗物質，儘管在未來的10的22次方年左右的某個時刻，黑洞的衰變率最終將超過黑洞的增長率。
霍金輻射過程導致粒子和光子從黑洞視界外發射，從而保存了黑洞內部的所有能量、電荷和角動量。也許黑洞表面上編碼的信息也以某種方式編碼在輻射中：這就是黑洞信息悖論的本質。
在黑洞表面編碼的信息位，與事件視界的表面面積成正比
（上圖補充註釋：當黑洞衰變時，它衰敗為熱輻射狀態。這些信息是否存活下來，是否被編碼在輻射中，如果是的話，如何，不是我們目前的理論可以提供的答案。）
這個過程可能需要10的67次方到10的100次方年的時間，這取決於黑洞的質量。但結果僅僅是熱輻射，黑體輻射。
這意味著一些暗物質將從黑洞中出來，但這完全獨立於大量的暗物質是否首先進入了黑洞。所有的黑洞都有記憶，一旦物質掉進去，是一組小的量子數，進入黑洞的暗物質的數量不在其中。出來的東西，至少在粒子含量方面，不會和你放進去的一樣！
黑洞的事件視界是一個球形或球形區域，沒有任何東西，甚至光，可以逃離
如果你計算，你會發現黑洞將同時將正常物質和暗物質作為“食物”來源，但正常物質將支配黑洞的生長速度，即使在漫長的宇宙時間尺度上也是如此。當宇宙比今天老10億倍以上時，黑洞的質量仍佔正常物質的99%以上，而暗物質的不到1%。
暗物質不是黑洞的“良好食物”來源，黑洞從吞噬暗物質中獲得的收益甚微。只有質量和能量才最合黑洞的胃口，就像您從e=mc²中得到的一樣。黑洞和暗物質確實相互作用，但它們的影響是如此之小，以至於即使完全忽略暗物質，仍然能給你一個關於黑洞的偉大過去、現在和未來描述。