2.超巨质量黑洞、小质量黑洞和中型黑洞
按大小来划分，黑洞可大致分为三类：
(1)超巨质量黑洞
假如一个天体的密度为1000千克/立方米（水在普通条件下的密度），而其质量约为1.5亿个太阳质量的话，它的史瓦西半径会超过它的自然半径，这样的黑洞被称为超巨质量黑洞。
一般认为它们不是由星群收缩碰撞造成的，而是从一个恒星黑洞开始不断增长、与其他黑洞合并而形成的。一个星系越大，其中心的超巨质量黑洞也越大。现在一般认为，在所有星系的银心，包括银河系在内，都会有超巨质量的黑洞。银河中心有超巨质量黑洞，它的质量是太阳质量的105～1010倍。一般来讲，在所有的星系的银心，包括银河系在内都会有超重黑洞。
（2）小质量黑洞
质量为太阳质量的10～20倍，即超新星爆炸以后所留下的核心质量是太阳的3～15倍就会形成黑洞。
理论预测，当星球质量为太阳的40倍以上，可不经超新星爆炸过程而形成黑洞。
（3）中型黑洞
中型黑洞由小质量黑洞合并形成，最后变成超巨质量黑洞。中型黑洞是否真实存在仍然还在探索中。超巨质量黑洞与其他相对较低质量的黑洞相比较，有一些有趣的区别：超巨质量黑洞的平均密度很低，甚至比空气的密度还要低。这是因为史瓦西半径是与其质量成正比，而密度则是与体积成反比。由于球体（如非旋转黑洞的视界）的体积是与半径的立方成正比，而质量差不多以直线增长，体积的增长率则会更大。因此，密度会随黑洞半径的增长而减少。在视界附近的潮汐力，会明显较弱。由于中央引力奇点，距离视界很远，若假想一个太空人向黑洞的中央移动时，他不会感受到明显的潮汐力，直至他到达黑洞的深处。
超巨质量黑洞的形成，有几个方法。最明显的方法，是以缓慢的吸积（由恒星的大小开始）来形成。另一个方法，涉及气云萎缩成数10万太阳质量以上的相对论星体。该星体会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。第二个方法，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。第三个方法，是在大爆炸的瞬间，从外压制造太初黑洞。
形成超巨质量黑洞的问题，在于如何将足够的物质加入足够细小的体积内。要做到这个情况，差不多要将物质内所有的角动量移走。向外移走角动量的过程，就是限制黑洞膨胀的因素，并会导致形成吸积盘。
根据观测，黑洞的类别有一些差距。一些从恒星坍缩的黑洞，最多约有10太阳质量。最小的超巨质量黑洞，约有数10万太阳的质量。但却没有在它们之间质量的黑洞。不过，由模型看出，异常明亮的X射线源，有可能是在这里遗失范围的黑洞。
3.恒星黑洞和微型黑洞
假如一个天体的密度为核密度相当于中子星的密度，而其总质量在太阳质量的三倍左右，则该天体会被压缩到小于其史瓦西度半径，形成一个恒星黑洞。
小质量的史瓦西半径也非常小。一个质量相当于喜马拉雅山的天体的史瓦西半径，只有1纳米。目前没有任何可以想象得出来的原理，可以产生这么高的密度。一些物理学家认为，高能宇宙射线与地球大气分子碰撞时，可能产生微小质量黑洞。这些黑洞的质量如此之小，只有10微克左右，并且非常不稳定，可能在极短的时间里，就会爆炸成为一簇粒子，像下雨一样簇射向地球大气层。
高能宇宙粒子穿过大气时，可能产生许多异常微小而短命的黑洞，它们爆炸的形态如雨倾泻在地球上。希腊克里特大学的塞奥佐鲁·托马拉斯与两位俄罗斯研究者提出，如果上述微型黑洞产生和湮灭的情景是真的，最近30年来设置在高山上的宇宙射线探测器发现的神秘“半人马”现象，就能得到合理解释。这种奇异现象的特点是，探测器反常地捕捉到大量带电的、由夸克组成的粒子，而且探测器底部捕捉到的粒子比顶部多得多。科学家以神话中头小身躯大的“半人马”来比拟它。过去30年间，高山探测器共发现了超过40次“半人马”现象。科学界对此现象提出了多种假说，托马拉斯等人认为微型黑洞的解释比较合理。他们推算了高能粒子产生的微型黑洞在探测器附近爆炸时产生的信号，发现与探测器实际记录到的信号吻合。如果这一理论正确，意味着微型黑洞的确存在，也意味着其为高维宇宙理论提供了依据。
对大多数人来说，可怕的黑洞是遥远宇宙中的事，离我们还很遥远。然而宇宙黑洞的“小亲戚”——微型黑洞在地球上无所不在，并且给人类带来许多麻烦和灾难。地球上好些神秘现象都跟微型黑洞有关，譬如火山爆发时的能量和热量总是聚集在地球的特定地点，并且源源不尽。一些科学家甚至怀疑，太阳的能量通过黑洞传到了地球的深处。在此之前，一些物理学家就认识到，太阳上并不仅仅只有核能，还存在着微型黑洞，并且每一颗行星内部可能都有微型黑洞。
微型黑洞是地球地幔中隐藏着一些细小的黑洞，它成为使岩浆处于沸腾状态的热源，而微型黑洞发射的中微子数量是太阳的1000倍，因此在火山内部较易观测到中微子。
欧洲粒子物理实验室于2007年开始运行的大型强子对撞机，可产生足够高能的粒子。因而每天能够制造出成千上万的微型黑洞。大型强子对撞机是世界最大的粒子加速器，它可以用长达27千米的环形隧道加速粒子，然后使它们相撞，以每秒1个的速度，模拟制造极为微小的黑洞。
4.最大黑洞与最小黑洞
芬兰图尔拉天文台发现了宇宙中最大的黑洞。这个黑洞的质量，大约是太阳的180亿倍，是以前发现最大黑洞的6倍。这个黑洞的质量，相当于一个小型星系，它距离地球35亿光年，形成于OJ287类星体的中心位置。类星体是一种极端明亮的星体，它的物体将持续螺旋状进入一个大型黑洞，并释放大量辐射线。然而十分特殊的是，OJ287类星体里“住着”两个黑洞，除此之外，还有一个质量略小的黑洞，这样的星体组合，使天文学家能够更为精确地对宇宙中最大的黑洞“测量体重”。在OJ287类星体中，较大黑洞的重力场作用，导致小黑洞的运行轨道，出现难以置信的倾斜39度，这种作用显着地影响小黑洞碰撞大黑洞的周边物质。
美国宇航局戈达德太空飞行中心发现了宇宙中最小的黑洞，它位于XTEJ1650-500双星系统之中，质量仅为太阳的3.8倍，直径只有24千米左右。这个最小的黑洞，是在银河系天坛星座中的一个双星系统中发现的。天坛星座，是南半球靠近矩尺座及望远镜座的一个星座。2001年天文学家用X射线时变探测器发现了这个双星系统，之后天文学家很快认识到，此系统中有一个质量比较轻的黑洞。但此黑洞的质量，一直没有进行精确的测量。
第三节黑洞的特征
1.黑洞的主要特征
黑洞视界的外部，有点像我们在生活中观察到的自然界里的旋涡，这种旋涡像地球大气运动产生的热带气旋——台风。从卫星云图上，能够清晰地看到它的旋涡形状和江河湖海表面上的旋涡相似。这些大自然的旋涡同样有很大的能量，中心也有很大的吸引力，当物体接近时，会被吸引进旋涡之中。
概括地说，黑洞的主要特征是：它有很强的引力，不断吞噬大量的星际物质；它的内部，连一丝光线也透不出来；它周围有很大的能量辐射，不断发出极强的X射线和γ射线；一些物质在它周围急速运行，轨迹会发生变化，形成圆形的物质环；它极大的引力，使经过它附近的光线，发生强烈的弯曲。
目前，已经形成了一门新兴学科——黑洞物理学。这是运用物理方法研究黑洞的形成、结构及其运动规律的学科，它是天体物理学的一个分支。研究和探讨黑洞，不论对物理学还是天文学，都具有重要意义。因为黑洞使人类对空间和时间的认识，得到了彻底的反思和检查。
2.黑洞发电
神奇的黑洞引发了人类对它进行研究和探索的好奇心。科学家设想，将黑洞当做“重力井”进行发电，将落到黑洞中物质的巨大位能转换成动能或光，再转换成电力。其原理和水力发电或太阳能电池相同。具体说，使气体物质朝向黑洞落下，形成能在黑洞周围旋转的增积圆盘，于是圆盘内的气体与周围的气体强烈摩擦加热，导致温度升高，开始放射出强光。来自黑洞增积圆盘的热辐射，使其周围能像太阳能电池板一样，转变为电力。到黑洞中建造发电站，就好比在天然河川中，建造水坝一样。黑洞发电站一旦建成，可使用数百万年之久。
3.黑洞的形状
当黑洞还是一颗恒星时，它坍缩得最厉害的地方在中心。由于中心承受的力最大，依次向外展开，所以黑洞的形状很可能呈漏斗状。这种形状和黑洞的主体，也就是黑洞本身的物质有关。它质量大、体积小，产生的强大引力使得时空扭曲，所以看起来就像一个漏斗。
第四节黑洞的其他知识
1.充满黑洞的宇宙
近几年，美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果显示，国际天文学家在宇宙中某一狭窄区域范围内，首次同时发现了多达21处黑洞，它们是一直深度隐藏着的宇宙“类星体”黑洞群。
这一重大发现，第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇宙中有数目众多的隐身黑洞广泛存在的推测。充分的证据使人们相信，在浩瀚的宇宙中的确充满着各种各样未被发现的巨大引力源泉——“类星体”黑洞群体。
2.星系黑洞的形成
在每个星系的中心都有一个旋涡场，称之为星系旋涡中心。由于星系旋涡中心是星系旋涡场的动力中心，所以它内部储藏的暗能量，它的引力在星系中是最强大的。在强大暗能量的推动下，星系旋涡中心的旋转速度越来越快，暗能量在强大离心力的作用下，不断向旋涡中心的边缘集中，星系旋涡中心的中部地带的暗能量不断被抽走，越来越少。最后，星系旋涡中心的内部变成一种“真空”状态。至此，它的旋转速度才能稳定下来。星系旋涡中心的边缘，形成一个由高速旋转的暗能量组成的圆盘，它把星系旋涡中心，紧紧地包围起来。这个高速旋转的圆盘，带动周围的气体运动，使之发生激烈摩擦而发热，由此变成了一个热气体圆盘。这个内部成为“真空”状态的星系旋涡中心就是一个暗能量黑洞，我们称之为星系黑洞。
3.黑洞的吸积
黑洞会吸食伴星的物质，形成吸积盘。黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，而这一过程称为吸积。高温气体辐射热能的效率，会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘，以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。科学家对吸积黑洞光度和光谱进行分析，找到了旋转黑洞和视界的存在提供强有力的证据。
简单说，“吸积”就是物质向中心流动。天体物理学家用“吸积”这个词，描述星际物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一，它形成了我们周围许多常见的星系结构。在宇宙早期，由于吸积，当气体朝由暗物质造成的引力陷阱中心流动时，形成星系。即使到了今天，恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂，进而通过吸积周围气体而形成的。包括地球——也是在新形成的恒星周围，通过气体和岩石的吸积形成的。中央天体为太阳、地球时，吸积很平常。但是当中央天体是一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面。
4.黑洞形成过程中为什么一定会有物质喷出？
黑洞在形成过程中，一定会有物质喷射出来。从综合哲学角度看，这完全符合哲学总规律。黑洞形成中为什么一定会有物质喷出呢？
第一，事物的任何发展阶段都不是纯粹的。每一个阶段都会有上一阶段的遗留物和下一阶段的萌芽出现。黑洞在开始形成后，就已经有星云物质喷出。它也只有喷射出一些星云物质，才能不断融化那些恒星物质，以便被它所吸收。这就是说，黑洞在吞吸恒星物质的同时，它也在以另一种形式向外喷射一些物质。这种物质就是它在将来爆炸后，形成星系星球的星云物质。在分析中有综合，在综合中也有再分析。
在恒星被黑洞吞吸过程中，它本身也一定会有物质喷射出来。
第二，由于黑洞有物质喷出，所以人类才能发现它。虽然黑洞不能发射出光线，但它还有巨大的引力。人类就是通过它的引力发现了它。引力是一个物体对其他物体的吸引能力。这是该物体的一种释放能量的表现。如果黑洞没有喷出任何物质，人类就不可能认识它。
第三，从哲学理论上说，一切事物的封闭、发展都是相对的，而事物的开放发展则是绝对的。一切事物在一定范围内，它是封闭发展的。否则，它也就不能成为一个相对独立的事物。但是，在更大范围内，它又会成为该范围的一个有机组成部分。一切事物都是与其周围事物，内在本质地联结在一起的。绝对封闭而与其周围事物没有任何联系的事物是根本不存在的。一切星系星球之间也都遵循这一规律，它们都是整个宇宙的不可分割的有机组成部分，黑洞也不例外。黑洞不仅通过引力与其周围宇宙区域相联系，它也必然会与其周围宇宙区域发生某种物质交换关系，即它必然会喷出物质。
