黑洞若是吞噬一切那我们是如何感知黑洞的?

百度说黑洞开始吞噬恒星的外壳时，并不能吞噬如此多的物质，而会释放一部分物质，射出两道纯能量——γ射线，但在释放的同时不会在被吸入黑洞吗？为什么？题主问了一个好问题，我想这个问题可能也是在许多科学领域里面让大家很困扰的问题：对于一个看不见、摸不着的东西，我们是怎么研究然后又给出了许多那么笃定的答案的呢？

其实很简单，任何一个天体、或者说任何一样东西（物体、人物、事件）在这个世界上都不能单独的存在。它总会以各种各样的方式或直接或间接的影响周围的事物。在我们了解一个历史人物的时候，我们会通过了解他周围的人来了解他（譬如说，历史上几乎没有任何对于汪伦的直接记载，但我们却可以通过“桃花潭水深千尺，不及汪伦送我情”看出他的好客），而要想了解一个黑洞，我们可以通过它周围天体和物质的特性来探知它的奥秘。

黑洞最早是一个纯数学上的概念，包括拉普拉斯在内的数学家通过计算，提出如果有一个物体的质量足够大而体积足够小，那它的引力就会大到连光都无法逃离。在爱因斯坦于1915年发表广义相对论一个月之后，德国物理学家史瓦西（Schwarzschild）得到了一个广义相对论方程的精确解，正式预言了这样一种天体的存在。

正如题主问的一样，在黑洞的概念刚刚提出的时候，黑洞的观测是一个非常大的难题，因为它本身既不发光，也不能反射光，而光几乎是天文学家所能依仗的唯一的工具。但随着物理学家们对广义相对论认识的加深，以及对各种极端情况下电磁运动的研究，我们现在能很确切的了解黑洞及周边天体的结构，并且能预言出这些结构会导致的种种可观测效应。所以，我们可以通过观测其他的天体现象来间接判断黑洞的存在。目前比较被接受的黑洞观测方法有三个：

一、引力效应。太阳有巨大的质量，地球也因此受到太阳的引力。可是地球并没有坠入到太阳里去，而是绕着太阳一圈一圈的旋转。和太阳一样，黑洞也有巨大的质量并对周围的天体产生引力。而和大部分人想象的不同，并不是所有的东西都会被黑洞吸引到黑洞中心的奇点。如果有一个物体在黑洞的“事界”（event horizon）之外，那黑洞对于这个物体就会和太阳对于地球一样，让它绕着自己旋转。所以，如果我们观测到有许多恒星绕着某个似乎空无一物的区域旋转，那我们可以肯定的是那个空无一物的区域有一个质量巨大的天体。什么样的天体会质量巨大而又不可观测呢？除了黑洞，也就是遵循黑暗森林法则的外星生物了（参见《三体》）。鉴于后者是科幻小说，科学家们倾向于选择前一种可能性。下图是对于我们银河系中心黑洞的一个观测。在10年的时间里（1992～2002）科学家们观测到了这些恒星对于图中十字区域的圆周运动，证明了黑洞（候选）的存在。


二、引力透镜（gravitational lensing）。根据广义相对论，质量巨大的物体会弯曲周围的时空。而直接的结果，就是形成一种类似放大镜的效应。当有黑洞存在于我们和某些遥远天体之间时，来自遥远天体的星光会被途中的黑洞弯曲和汇聚。下图是引力透镜的效应观测到时的样子：

三、活动星系核（Active Galactic Nucleus，简称AGN，翻译可能不准确）。单独而孤立的黑洞几乎是不存在的。每一个黑洞附近，都或多或少有一些天体，慷慨的奉献着自己的“血肉”养育着黑洞。黑洞这玩意吃东西的时候一点也不文雅，它不仅大快朵颐的汤水四溅，而且是名副其实的大款——吃一碗倒一碗。在这些物质被黑洞的引力捕获并吞噬的过程中，各种带电粒子由于互相之间的摩擦会辐射出大量的高能射线（汤水四溅）；而由于动量守恒和磁场的扭曲，很大一部分的带电粒子本身也被黑洞以接近光速的速度甩出来（倒的那一碗）。这些高能射线（主要是X射线和伽马射线）和带电粒子会遵循一个特定的方向（垂直于吸积盘，也就是accretion disk的方向。这些翻译过来的词听着都很奇怪）从黑洞向外喷射。而如果这些喷射出来的射线和粒子处于能被观测到的方向，我们就又能间接探测到黑洞的存在了。下图是一个AGN的模型（这个模型现在还没有直接观测结果的证实，但被物理界广泛接受和认可）：

所以再总结一下对题主的回答：虽然黑洞吞噬一切，包括光，我们仍然可以通过多种方式去研究和探索，并且观测和感知到它的存在。

也许直到人类灭亡的那一天我们也不可能“看”到黑洞究竟长什么样，也许我们永远也不会有黑洞的幸存者讲述劫后余生的故事。但是人类对知识的渴求，对宇宙的探索，会让我们的脚步越走越远，和黑洞中心的奇点无限接近。编辑于 2013-09-17前面都是专业回答，俺给你个外行的。

感知黑洞，就像瞎子过沟，用马竿敲地面，每次敲击都有震动从竿上传来，忽然有一下敲过去，手上没感觉到震动，竿儿好像落在虚空里了，瞎子就知道这是到沟边儿了。

【什么都没有】也是一种信息。发布于 2015-04-06被吞噬的天体在被吞噬以前会先被潮汐力撕爆。γ射线是被撕爆的恒星进入事件界面以前放出的。发布于 2013-09-15我来用一个外行的理解来首先回答我们是怎么感知可以吞噬一切的黑洞的：

1.主要是靠他作用于其它物体的引力，当一个大质量的恒星围绕着感觉啥也没有的一个空旷区域疯狂转圈时，我们可以计算出这个看似空旷的区域应该有的质量，当这一质量大到从理论上连中子星也不可能对抗本身引力会塌缩时，黑洞就是唯一的解释。当然，黑洞是最可能的解释，但绝不是唯一的解释，也有可能是高科技外星人站在中间用个皮筋拉着恒星转圈也说不定。但我们根据奥卡姆剃刀，用黑洞来解释是性价比最高的解释了。

2.当然，它还会引起经过它附近的光线的扭曲，这就是引力透镜，当我们看到星系扭曲成奇怪的形状，多数是前面有个黑洞。其实也是靠它作用于其它物体的引力才使我们可以感知到它的存在。

3.在垂直于积盘的方向，也就是黑洞的南北极，会有高能粒子与射线发射出来，在空旷的宇宙中绵延上千光年。好了，题主的问题来了：既然黑洞可以吞噬一切，为什么还会发射出粒子？
那是因为：不是黑洞的表面发射的，是位于黑洞的视界之外处发射的。
有点绕啊，如果用地球来比做黑洞，大气层比做视界（物体一但进入大气层，就再也出不去了），那么，是大气层的边缘在黑洞剧烈地吞噬物体过程中发出的粒子与射线，不知道我比喻的对不，反正你这么理解就对了。

以上均手打，有道理您就点个赞。如有不对，专业人士请指正，也可以一笑而过，您就当没看见，咱讨论医学问题就好。发布于 2016-08-26火盆烧点一切，你还是可以烤火嘛 发布于 2015-09-15有个东西叫做吸积盘，会因为黑洞强大的引力吐出X射线，蓝星人就可以观测到啦。发布于 2016-01-19严格意义上说我们并没有观察到过过黑洞  但是黑洞周围有东西 但黑洞处什么都观察不到 所以我们才知道那里有个黑洞的 并且黑洞也不能说是吞噬一切发布于 2015-07-22爱存在。
我看不见爱。
但是能感觉到。
通过交流时的语气神情行为表现等等。

黑洞同理。发布于 2013-09-17广义相对论预言黑洞的存在， 然后物理学家有意寻找， 再通过引力，光谱等手段验证发布于 2013-09-17

而会释放一部分物质，射出两道纯能量——γ射线，但在释放的同时不会在被吸入黑洞吗？为什么？

简单来说，这都是在黑洞的外面发生的。发布于 2016-01-13我们先猜出来这东西存在，然后按照我们的理论和猜测去假设这个东西对外界的影响，最后通过观测外界实际情况来推断出黑洞真实存在发布于 2015-04-07应该这样说~~咱不看黑洞，看它闹出来的动静就行了。

比如黑漆漆的森林里，你腿上被咬了一口，马上就明白了：麻痹有蛇！发布于 2016-01-12为何不想一下，我们9也许就在一个黑洞里……目前所谓的宇宙，也许在洞里。发布于 2016-01-13人类：黑洞蝈蝈，为啥我看不见你呀。
黑洞：人类美眉，为什么你一定要看见我？

人类：不看见你，怎么确定你是不是真的存在。越是看不见，俺就越想你，想的人家心里痒的慌。
黑洞：我的存在和你看不看得见我，没有关系。你存在你的，我存在我的，之所以你看不见我，是因为我们关于存在的协议不同。

人类：明白了。协议不同，插网线也没有用。眼睛白长了。
黑洞：所以，你要想看见我，就要修改协议。不然就无法通讯，无法通讯就无法互相感知。无法互相感知，就等同于不存在。

人类：我的协议，就是看。
黑洞：我的协议和你相反，就是不看。

人类：那可要怎么改喔。
黑洞：要么你不看我，要么我看你。好像都很难。

人类：物理上的异地恋算神马。现在懂了，协议上的异地恋才最痛苦。
黑洞：亲爱的，不要难过。还有一种办法。

人类：是什么？
黑洞：如果我们都能够同时的既不看，也不“不看”，我们的协议就会一样，就会看到对方。

人类：黑洞蝈蝈，你把俺脑子烧坏咧。
黑洞：就知道你做不到，也理解不了。可这是唯一的办法了。

人类：还是看不见嘛。
黑洞：哦。

人类：好蝈蝈，俺爱你。想你想的心里又痒了。
黑洞：哦，知道了。编辑于 2016-01-12题主，拿张白纸、在中间开一个洞。

注意，洞是眼睛看不到的（眼睛无法看到“没有东西”的东西）；

那么，题主你是怎么知道白纸上有个洞的？发布于 2015-09-05看了第一个答案 也补缺了不少知识盲点 但是我还是想补充一点 那就是量子力学中最重要的一个原理：海森堡不确定性原理 它告诉了我们观察尺度越小 我们的宇宙越“疯狂” 如果题主读过霍金著名的《时间简史》 那一定记得其中有一个章节叫《黑洞不太黑》 里面谈到了关于黑洞辐射 在黑洞的视界边缘 究竟是怎样的一副光景 根据爱因斯坦的相对论 光是无法从黑洞逃逸的 但是海森堡的不确定性原理却说 在黑洞的视界边缘 就算是光子 也是疯狂的 它不会乖乖的任黑洞贪婪的吞噬 而是在视界边缘 ”调皮的跳动“ 即量子涨落般的图景 那些就是黑洞辐射 也就是黑洞不太黑的原因。而题主的问题类似 我们不能单纯的用相对论去解释 因为真正的大统一时代还没有来临 量子力学仍旧是不可或缺的理论基础。发布于 2014-07-22我给你贴一个链接，这个易懂。   讲的很清楚。
亚利桑那大学公开课，宇宙起源第五个讲座，黑洞起源—极端引力
http://open.163.com/movie/2011/6/C/D/M83H6CMSE_M84G2JMCD.html发布于 2015-04-10　　宇宙黑洞的新学说 ——“‘磁场旋涡’说”：
　　宇宙黑洞是天体运动时产生的各种“磁场旋涡”中心。有恒星级黑洞、星系级黑洞等，与地球上台风的原理和形态一样，按其原理和形态来说，它倒真是个名副其实的“黑暗磁场旋涡空洞”。
　　摘自《自然物质的变化——揭示生命、地球、宇宙奥秘》一书 建一著
　　http://blog.sina.com.cn/jianyi1151
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编辑于 2017-05-12诸多回答基本都没有答到点子上，因为绝大多数人没有过题主的疑问所以也就不能精准地答疑。我以前有过和题主一样的问题，后来才弄明白。

题主的问题不是上面很多人回答的“如何通过可观测的物理现象推断黑洞的存在”，而是“黑洞吞噬一切物质的话会对其可观测性造成疑问”。重点在于所谓的“吞噬一切”，是个误导性的论断，它给人一种错误印象——宇宙中的一切都在黑洞的如来掌心中，谁都逃不掉、只是早晚问题。这就是由于科普不到位等因素，人们对黑洞一直存在的误区。但事实上学过高中物理就知道这个论断是有问题的，引力再大也要遵循平方反比衰减率，只要你引力不是无穷大，那么我距离你黑洞足够远的话我就可以使自己感受到的黑洞引力足够小，我是完全可以逃脱的。

真正的关键在于黑洞的 （粗略来讲）定义是“引力密度极大”而不是“引力（绝对）数值极大”，也就是说只有在离黑洞（相对）比较近的一个有限的空间区域内才无法逃脱。这个区域的边界就称为视界，只要你在视界之外，理论上你能量足够的话是完全可以逃脱的。

所以说，虽然视界内的物质都被黑洞吸了、我们观测不到，但视界之外的物质的能量高的部分是可能逃出来被我们观测到的，通过对这些成功“越狱”者的观测，我们可以间接推测出有一块区域其引力密度大到逆天了、大到超过了临界值，于是间接推测出这块区域存在一个黑洞。至于具体的通过越狱者进行推测的办法，在最高票答案中有阐述。

中学生还可能对这种间接推测的方式不喜欢、不习惯。但事实上物理中大量现象都是间接观测到的，将来多遇到一些习惯了就好了。发布于 2016-01-13虽然第一个答案说的很详细了，我还是想简单的说一下。“黑洞能吞噬一切”这种说法本来就是错误的，首先万有引力是没法消除的，黑洞所谓的吞噬一切就是是因为质量异常大，体积异常小，这样黑洞附近的引力大的惊人，连光都无法逃脱。
话说回来，引力和质量有关，所以所有跟质量没关系的现象黑洞都无法“吞噬”，都可以用作观测黑洞的方法。比如磁场，引力场什么的。发布于 2013-09-19