黑洞不再是个单纯的理论上的推断,作为一种真实存在的可信度越来越高．科学家们在着手于星空中寻找黑洞的同时,开始了对黑洞的形成机理的研究。

自古以来,天文学家们就致力于星体的一生的研究．恒星最初是由作为星际物质浮游于宇宙中的尘埃聚集而成的．太阳就是一个典型,它的内部发生着由氢原子核结合成氦原子核的聚变,那里的温度高达数千万度,但是太阳的表面温度却只有六千度左右,这样的状态最稳定,恒星在该状态下能够维持数十亿年。

最终核聚变将从中心部向外扩展,恒星开始膨胀,成为很明亮但温度却不那么高的状态,这就是红巨星。

在这个变化过程中,巨星内部的氦开始凝缩,凝缩产生的能量又使温度再次升高,当蓄积的能量超过极限时,就会发生大的爆炸,在发出光的同时恒星缩小,这就是新星．从字义上看新星似乎是新的星,其实不然,它来自略带陈旧感的红巨星,是老龄之星．最终,星体中心部的氦原子核进一步凝缩成铁原子之类的低能量物质。

新星在引力作用下进一步塌缩,成为中心处具有相当高温度的白矮星．在经典理论中,白矮星就是恒星一生的终结,随着核物理学的发展,科学家们发现还能进一步形成中子星。

具有一定质量的恒星将成为密度很高的白矮星,之后星体由于自重进一步塌缩,使得原子全部被压碎,核外电子与原子核里的质子相结合变成了中子,整个星体成为只有中子的原子核的集合……可以说此时星体本身就是一个巨大的原子核。

中子星的密度大约是每立方厘米1012 克．一块方糖大小的物质重达一百万吨,相当于好几艘当今世界上超级油轮的运力．如果中子星再进一步塌缩,其密度再增大一千倍、一万倍……时,就将成为黑洞。

但是,最近的研究成果表明,恒星的一生并不一定都按照上述的过程进行．质量小于太阳的8 倍的恒星,其能量在宇宙中散失后,成为白矮星然后冷却下去．质量在太阳的8 倍以上、20(或30)倍以下的恒星,即使是在新星爆发后,仍然具有很大的能量,它将经过长期的演化最终成为中子星,但是还不具备更强的塌缩能力。

研究表明,中子星的半径多在10 公里左右．大于该范围的星最后将变成黑洞,成为吸收一切物质的宇宙之洞．但是,对于上述根据天体初期的质量去预测它的晚期的方法,存在着不同的观点(很多人认为初始质量为太阳的2—3 倍的恒星也有可能变成黑洞),因此我们还不能断言哪一种方法是绝对可以信赖的．宇宙学的研究之难,由此可以略见一斑。