黑洞的特殊性质
显然，关于黑洞的研究，对物理学和宇宙演化理论有着重要的意义。那么，一个黑洞应具有什么性质呢
说来很奇怪，黑洞这样一个超乎常人想像的物体，性质却非常简单。它可以用质量、电荷和角动量三个量来完全确定。
黑洞可以分为两大类：球状黑洞和旋转黑洞。球状黑洞只需质量一个参数就可描述，又称为史瓦西黑洞，这是最简单的黑洞。旋转黑洞需要质量、电荷和角动量三个参量来描述，又称为克尔—纽曼黑洞。
对两个克尔—纽曼黑洞而言，如果上述三个参量完全相同，那么这两个黑洞就是一模一样的。
如果告诉你一个人的年龄、身高、体重，那无论如何也不算对此人的全面了解。而黑洞却只要用三个量就可完全决定了，这个结论叫做黑洞无毛发定理，此定理已被广义相对论证明。
黑洞无毛发定理表明，引力坍缩前千差万别的物体，坍缩为黑洞之后便玉石俱焚了，各自的细节全都消失了。我们无法根据黑洞的现状来推断它坍缩前的具体性状。
黑洞还有一个特别的行为，就是当两个黑洞相撞而合二为一时，合成的黑洞的视界表面积一定不小于原来两个黑洞视界表面积之和，这种黑洞的合并还会释放出巨大的能量。合成后的黑洞还可以再合并，再释放能量。那么黑洞一分为二能不能发生呢著名的黑洞理论家霍金证明，这是办不到的。
黑洞和广义相对论
为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出其边界的，我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的成功的引力学说，适用于行星、恒星，也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说，说明空间和时间(合起来叫做时空)是怎样因大质量物体的存在而畸变了的。简言之，广义相对论说物质弯曲了空间，而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。在科幻小说和影片中普遍使用的“空间翘曲”一词就是对此原理的表达。
让我们看一看爱因斯坦是怎样工作的。首先，考虑时间(空间的三维是长、宽和高)是现实世界中的第四维(难于在平常的三个方向之外再画出一个方向，但让我们尽力去想像）。其次，考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。
爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床面上放块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些，虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的，但其中央稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块，则将产生更大的效果，使床面下沉得更多。事实上，石头越多，弹簧床面弯曲得越厉害。
如果一个网球在一张完全绷紧了的平坦的弹簧床面上滚动，它将沿一直线路径前进。反之，如果将它送到绕经一个下凹的地方，则它将行经一弧形路径。同理，天体穿行于时空的平坦区域(有较少的重物质)时继续沿直线路径前进，而那些穿越弯曲区域(有较多重物质)的天体将沿弯曲的轨迹前进。
现在再来看看黑洞对于其周围时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常之大的圆石头代表这一超密的黑洞，自然，这将大大地影响床面，不仅其表面要弯曲下陷，还将断裂。类似的情形将在宇宙中出现，若宇宙中某处存在有黑洞，则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。
一旦你进入了视界，便逃脱不了被黑洞擒获的命运——你将一直下落到时空奇点所在处——黑洞的中心，不过几分之一秒的一瞬间，你就会被那里无穷大的引力弄得粉身碎骨。
黑洞的对应——白洞
前面我们谈了黑洞问题。按照宇宙通常存在的对称性，如物质、反物质，电子、正电子，也许应该有与黑洞相对应的天体存在，也就是恒星坍缩的逆过程，这就是宇宙物质的“火山口”，大量物质和能量从那里涌出来，这样的天体称为白洞。
进入黑洞的物质，会不会在另外什么地方冒出来呢我们假设上述质量转移是通过隧道或桥梁进行的，而这种隧道或桥梁严格来说不具有我们所熟悉的宇宙的那种时空概念，人们称这个通道为虫眼，或虫洞。
关于上述概念的理解可能有些使人感到不可思议。作为一个正常的人，生活在这个四维世界里，很难使自己的思维更开阔，就像一个平面人很难想像立体人的某些运动途径。比如，平面人做不到就地转身180度，尽管他可以通过拓扑平面翻过来。对我们来说就地转身易如反掌。如果宇宙并非如我们想像的那样是四维的，而是五维或更多维的，通过未知的这一维进行质量交换未尝不可，这一维也许就是虫眼。
如果质量通过虫眼突然在十亿光年以外的太空里再次出现的话，那一定会有某种东西来平衡这种距离上的大转移。也许这种空间上快得不可思议的运动是通过时间上的补偿作用来达到平衡的，也就是说，那个质量出现在十亿年以前。当然，实际的时空转换可能还要复杂得多。
物质一旦在虫眼的另一端出现，它就再次突然膨胀成了普通的物质。膨胀时，它发出炽烈的辐射能，而这种能量原先是陷在黑洞里的。也就是说，我们眼前出现了一个白洞。
事实上，爱因斯坦的相对论就预言了白洞的存在。白洞只允许洞内的物质和辐射向外运动，而不允许任何外来的物质和能量进入它的内部。根据广义相对论，白洞内的时空有着一种奇异的特性，其中所有物体的运动都只能从中心向外，而不能反向进行，那是一个只准许物质膨胀而不能收缩的区域。
对于外部区域来说，白洞也是一个引力源，而且在白洞附近，引力场极强，因此它像黑洞一样，会把周围的尘埃、气体和辐射不断吸引到它的边界上来。不过这些物质是不能进入白洞内部的，它们只能在边界外徘徊，形成一个包围白洞的物质层。
白洞内中心附近的物质是一种超高密态物质，可能包含各种基本粒子，甚至引力子，并聚集着异常巨大的能量。开始时，这些物质可以处于某种平衡态，但它们具有向外膨胀的趋势。一旦膨胀发生，物质密度将不断降低。当达到某一阶段时，就可能引起粒子、反粒子的复合以及超子和介子的衰变等过程，并将各种高能粒子、光子、中微子等发射出来。这些粒子连续地注入白洞周围的介质中，又将引起次级发射。同时，由于落向白洞的物质和从白洞内出来的物质都具有极高的速度，它们在白洞边界上的碰撞将是极其猛烈的，将释放异常巨大的能量。
如果从白洞内出来的物质是反物质，它们与外部正物质碰撞时会产生湮灭过程，使产能效率达到100％。因此，如果类星体和活动星系核的中心有大质量白洞存在的话，它们所释放的巨大能量就可以看成是白洞向外喷射物与其边界上吸积物相互作用的结果。若是这样，类星体的能源之谜就解开了。
对于白洞的起源，除了前面所述黑洞、虫眼、白洞的理论外，比较流行的观点是：白洞是在局部宇宙形成时的一次大爆炸中产生的。部分学者认为，我们的局部宇宙本身在以前就是一个超巨型白洞。它爆发时，可能遗留下一些致密的、尚未爆炸的超密态核心，要等待一定的时间以后才开始膨胀和爆发。有些核心的爆发时间已延迟了数十亿年。它们一旦爆炸，就变成我们今天所观测到的类星体和其他高能天体。
