黑洞不可見，因為它們不發出可見光或任何電磁輻射。那麼天文學家如何推斷它們的存在呢？我認為科學界現在幾乎已經確定黑洞確實存在，當然，在我們銀河系的中心有一個超大質量黑洞。有什麼證據呢？
黑洞不可見，因為它們不發出可見光或任何電磁輻射。
從可見的角度來看，這是絕對不正確的，因為可見光在落入黑洞的強大引力時會從輻射捕獲時發射出可見光，但它的強度不足以表徵對黑洞的發現。一個黑洞。如果帶電粒子的加速度很高，也會發出X射線，這是黑洞吸引子所預期的。
懷疑存在黑洞的原因是軌道運動不規則。 例如：
對該藍色超巨星在天鵝座上的多普勒研究表明，在一個看不見的伴侶周圍的軌道上有5.6天的時間。
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1972年在天鵝座（Cygnus X-1）中發現了X射線源。 X射線源是黑洞的候選者，因為流進黑洞的物質將被電離並大大加速，從而產生X射線。
發現了一顆藍色超巨型恆星，大約是太陽質量的25倍，顯然圍繞著X射線源運行。因此，存在一些巨大但不發光的東西（中子星或黑洞）。
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對藍色超巨星的多普勒研究表明，圍繞黑暗物體的旋轉週期為5.6天。使用周期加上可見伴星的軌道速度的頻譜測量結果，得出的系統質量約為35太陽質量。暗物體的計算質量為8-10太陽質量；太重了以至於不能成為中子星，它的極限約為3個太陽質量-因此是黑洞。
這當然不是黑洞的證明-但它說服了大多數天文學家。
進一步證明不可見物體為黑洞的證據是從其位置發出X射線，這表明數百萬開爾文溫度。這種X射線源的變化迅速，時間尺度大約為毫秒。這表明光源的大小不超過毫秒或300 km，因此非常緊湊。我們知道，將這麼少的物質放在這麼小的體積中的唯一可能性是黑洞和中子星，並且普遍認為中子星的質量不能超過3個太陽質量。
從常見問題解答中，首先有什麼證據表明存在黑洞？：
天文學家已經找到令人信服的證據，證明了我們銀河系，NGC 4258號星系，巨大的橢圓星系M87以及其他幾個星系中心存在一個超大質量黑洞。科學家通過研究圍繞這些區域的氣體雲的速度，驗證了黑洞的存在。 1994年，哈勃太空望遠鏡的數據測量了M87中心一個看不見的物體的質量。根據繞中心旋轉的物質的運動，估計該物體約為我們太陽質量的30億倍，並且似乎集中在比我們太陽系小的空間中。
再次，只有一個黑洞將這些數據擬合到我們的宇宙廣義相對論模型中。
因此，有關銀河系的證據是基於恆星和位於銀河系中心的恆星系統的運動學行為。
如果黑洞位於周圍的任何地方的中心，那麼實際上很難觀察到它。任何質量相當大的黑洞都會發出極少量的霍金輻射，僅此而已。但是，我們銀河系中心的黑洞被物質包圍。因此，我們可以通過它在這個問題上的引力來觀察它。
首先，您觀察周圍的恆星，發現它們正在繞軌道旋轉。
週期很小，S2僅在15.2年內就完成了軌道（由於使用luk32鏈接到圖像，因此可以在此剪輯中看到15年以上的觀測結果） 這樣的短週期軌道表明超質量物體的存在：
但是黑洞附近也有問題。在巨大的引力作用下，大部分物質散落在周圍，而在被稱為吸積的過程中，一小部分物質被驅動吸氣，直到其落入黑洞。下降的物質主要在無線電頻譜中輻射，導致其失去能量並進一步下降。我們可以從分泌物中看到這種輻射。
但是，我們看不到的是該物落在物體上的輻射。由於所有的東西掉落，在表面壓縮並過熱，所以任何普通物體都將非常明亮。相反，它是非常暗淡的，好像所有這些問題在某個時刻都消失了一樣。這與黑洞視界的存在是一致的。
類似的原理適用於其他黑洞候選者。我們可以觀察到它對周圍物質的引力和附近吸積盤的輻射。
射手座A *（位於我們銀河系中心的黑洞）有一些我所見過的關於黑洞的最佳觀測證據。在這裡，請查看根據我們的觀察得出的 UCLA動畫。這是從20年來的數據中得出的。您可以看到圍繞一片虛空環繞的亮點（星星）。那些真的很接近的人以某種瘋狂的速度鞭打著，但是隨著它們的離開而迅速減速。顯然，無論處於中心的位置都具有可觀的質量。但也要注意，恆星似乎總是繞著死點移動（它們的軌道是橢圓形，這表明我們不僅僅是在移動照相機以使其保持在中心）。考慮到這些恆星的質量必須比中心物體的質量小得驚人，否則當一顆恆星真正靠近時，它將朝另一個方向拋向太空。
因此，在這裡您可以看到大質量的恆星繞著不發光的軌道運行，並且必須比周圍的任何恆星大幾個數量級。好吧，這似乎符合黑洞的輪廓。加上我們計算出的質量必須足夠高，以至於任何質量和緊湊的物體都必須塌陷成黑洞。
P.S。如果您沒有簽出視頻，請執行。他們很棒;我愛他們。
Short回答：有令人信服的證據表明，銀河系中心存在超大質量的黑暗緻密物體，但是，這個緻密物體是黑洞（因此有地平線）的結論遠未成立。此外，“黑洞存在於我們的宇宙中”這一說法從根本上是不可能成立的，但黑洞的替代方案可以被排除或通過實驗加以證實。
L更多答案. 我們銀河系的中心擁有超大質量黑洞候選，這是受其他所謂黑洞觀測最好的約束。它的質量和距離是根據附近恆星的軌道及其適當的運動研究準確確定的，並且已經確定，該物體的高頻無線電波，高度可變的近紅外和X射線發射源於幾個Schwarzschild內部這個非常緊湊的物體的半徑。
其他答案更詳細地列出了該證據，但讓我強調以下內容：這都是巨大的黑暗緻密物體的證據，不一定是黑洞。
如果我們假設經典廣義相對論是正確的，則只有一種可能的解釋：我們銀河系的中心有一個黑洞。但是，在普通GR中會形成黑洞的情況下，總有一些新的物理學可能會變得有用，而這種物理學可能會阻止地平線的形成（黑洞的定義特徵）。
那麼，什麼可以替代黑洞呢？通用名稱是 exotic緊湊對象（ECO）。可以看到這兩個區域粘合在一起：黑洞解決方案的 exterior 從某個距離$ r_g \ cdot \ epsilon $（其中$ r_g $是給定質量的Schwarzschild半徑）開始假定視域的ECO）和由某些奇特的 stuff 組成的 interior ，但不會導致形成視域。如果參數$ \ epsilon $足夠小，那麼人們可能會想到黑洞的大多數特徵：強引力透鏡，ECO附近軌道的一般相對論行為，包括光子球，整個地球，碰撞的ECO等的合併可能形成引力波。
在經典GR中，任何信號（EM或GW）都不可能逃離地平線。因此，對於任何給定的黑洞效應，都可能會選擇足夠小的$ \ epsilon $，從而無法區分真實的黑洞和沒有視界的假設ECO，這意味著存在黑洞是偽造的。
有多種理論模型可導致形成ECO而不是黑洞。它們中的大多數是基於對強狀態下量子引力的特定模型（或物質含量的特定性質）的行為的某種推測性假設。
可以在最近的論文中找到各種類型的黑洞替代方案的概述：
本文非常容易獲得，並且具有下圖，概述了各種ECO：
示例：$ 2-2 $ hole，這是針對特定類型ECO的建議（之所以選擇是因為我之前從未見過）：
它基於量子色動力學和二次量子引力之間的猜想類推：在一定規模上，\\ Lambda_ {QQG} $量子引力表現出自旋2鬼影。因此，強重力狀態將與經典的二次重力紅外狀態完全不同。一個2-2美元的孔是一種解決方案，它是Schwarzschild解決方案的外部，直至大約普朗克的適當視界長度，而內部則存在一個無視界的強量子引力相：
實驗測試雖然有許多用於各種類型ECO的模型，但它們可以通過實驗來約束：
快速旋轉的ECO通常表現出不穩定性並失去角動量。觀察黑洞候選者的大角動量將排除此類模型。
合併的ECO將在重力波簽名中產生回波。對來自LIGO和下一代GW探測器的數據進行的分析可能會支持或反證某些ECO模型。例如，參見本文：
Abedi，J.，Dykaar，H.，& Afshordi，N.（2017年）。來自深淵的迴聲：黑洞地平線上普朗克尺度結構的初步證據。物理評論D，96（8），082004， doi。
提議的事件地平線望遠鏡可以在ECO上收集數據。
因此，這個黑洞替代的家庭手工業主要是由希望（儘管很小）推動的，即希望將近乎地平線的觀測帶給我們通往量子引力的窗口。
首先，黑洞的吸積盤 do 發出輻射。這是天文學家用來探測黑洞的一種方法，即觀察入射輻射。另一種方法是將物體的運動與黑洞附近物體的預期運動進行比較。這與您的問題有關：許多天文學家已經註意到，在存在黑洞的情況下，靠近銀河系中心的恆星運動與預期的恆星運動相匹配。這是銀河系中央存在巨大黑洞的證據。
黑洞就像是愛死金屬的鄰居，他們從未離開過他們的公寓：您看不見它們，但是您肯定知道它們在那裡。
當您聲明“因為黑洞不發出任何電磁輻射而看不到黑洞”時，您在名義上是正確的：大黑洞發出的霍金輻射量非常小，以至於它們實際上在微波爐前形成了陰影背景。
但是黑洞以一種引人注目的方式與周圍的環境發生了引力相互作用。繞軌道運行並墜入黑洞的物質的超凡脫俗的加速作用可能會導致相當大的輻射發射。 本文自2015年以來報導了錢德拉天文台在射電星系Pictor A中觀察到的X射線發射。該假設是X射線是起源於太陽的同步輻射。高能粒子射流，該射流又起源於銀河系中心的黑洞附近。
為了對事件的規模有一些了解，讓我們檢查一些數字。
黑洞之外的任何已知機制都無法在該規模上產生任何影響。您知道您的鄰居在那兒是因為它們產生的噪音比您公寓樓的其餘部分還要多。