黑洞是宇宙中最為神秘的天體之一，留給大眾最深的印象恐怕就是它那深不見底的“胃口”了，咱們今天就來聊一聊黑洞的胃口到底有多大，質量會不會有上限。
按照宇宙大爆炸模型，我們的宇宙迄今為止已經存在了138億年之久（可能時間的長短，對宇宙本身而言沒什麼意義），而最早的黑洞幾乎是和宇宙一塊誕生的，那麼人類是何時才意識到這種天體的存在呢？
最初的朦朧意識，是在十八世紀末提出的拉普拉斯暗星，依靠牛頓的萬有引力定律，設想出一個引力強大到光子都沒法逃離的星球，在這個星球上，光子從表面發射，其動能無法消除全部的引力勢能，於是光子最終會掉落下來。
當然了，這種觀點在今天看來是非常不成熟的，如果拋開這種暗星式的黑洞，那麼人類真正意識到黑洞的存在，是在二十世紀初期，由德國物理學家史瓦西依靠愛因斯坦的廣義相對論，得到其的第一個精確解，這個解預言了宇宙中似乎可以存在一種物理性質非常奇異的天體，在這個天體附近有一處範圍（史瓦西半徑），任何物質一旦涉足，就會被無情的“吸入”天體中心，毫無逃脫的可能，即使這個物體是全宇宙速度最快的光。
雖然愛因斯坦當初並不相信宇宙中會有這種可怕天體的存在，但在這件事上愛因斯坦的看法是錯的，就和他當初不相信宇宙會膨脹一樣，黑洞的存在在今天已經成為了一種可觀測到的事實。
最初黑洞留給科學家的印象，就是兩個字：“能吃”
因為理論預言了任何物質都會被吸入黑洞中心（也就是所謂的奇點區域），即便這一點在直覺上很難使人相信，但這卻是廣義相對論很自然的結論。那麼這是否告訴我們，黑洞由於這樣的特性，它的質量可以無限制的上漲呢？
答案是肯定的。如果黑洞附近的物質補充從不中斷，那麼黑洞自然就會不斷的吃下去。畢竟當你朝著一個黑洞甩過去一個沙發，它會吞進去再吐出來嗎？很顯然是不可能的，否則就違背黑洞內部的物理機制了。
而這個物理機制是指什麼呢？專業術語叫做“單向膜區”。這就是黑洞質量能夠無限上漲的關鍵所在。
簡單來講，就是存在於這個區域的物體，它們的運動方向只有一個，就是不斷的靠近奇點區域。以史瓦西黑洞為例，由於這種黑洞是無自轉不帶電的，是黑洞中最為簡單的一種，意味著在外界的我們，只能得知這個的黑洞的質量是多少，而其它信息一概不知。依靠廣義相對論，我們可以得知，在史瓦西黑洞內部，除了奇點以外，全部都是真空區域，因為所有落入史瓦西黑洞的物質，都會不可抗拒的掉入奇點。
在通常的科普文章，對於黑洞的這種性質，會以時空座標互換為解釋，說原先的時間空間座標，在黑洞內部進行了互換，這樣一來物體在黑洞內部的運動，原本的空間座標改為時間座標來描述，而時間只能單向流動指向奇點，因此物體的運動也成了單向，就是不斷的往奇點運動。
但個人認為這樣的解釋還是難了一些，畢竟這裡所說的時空間座標是外部觀測者所定的一個座標系，而在黑洞內部的物體則並不會感到什麼時空變換，對於它們而言，只有越來越強的潮汐力襲來，最終在有限時間內掉入奇點。
因此個人傾向於另一種等價的解釋，就是用光錐這個概念。
說起光錐，估計不少人都有過耳聞，比如“光錐之內即命運”之類的話，這句話是比較文藝的講法，原因是因為相對論中有一個前提條件，所有物體的世界線都是類時或類光曲線（類空曲線違背因果律），而這兩種曲線就存在於光錐中，一個在表一個在內。
上圖就是四維平直時空中的光錐，也就是存在於狹義相對論中的光錐，所有事件的未來發展都包含在光錐的上錐面之中。當然了，涉及黑洞，時空自然不可能繼續保持平直，在時空彎曲後，光錐的形狀也要發生變化，利用特定的座標系我們可以畫出黑洞附近（包括黑洞內部）的時空圖，我們會發現在黑洞內部的光錐，朝向都是統一的面向奇點，這句話的意思就是所有內部物體的命運，都是不斷的接近並掉入奇點。
在瞭解這個概念之後，如果以後有人問你：為什麼物體不能從黑洞內部逃脫？你可以回答：因為光錐朝內，物體只能不斷靠近奇點。
由此我們也可以知道，如果有物質不慎被黑洞”吸住“，那麼等待它的命運只有一條，就是進入奇點。那麼這也說明，進入黑洞內部的物體是沒有機會再飛出來的，也意味著黑洞的質量可以無上限的增加，永遠都處於來者不拒的狀態。
然而還有另一種情況，沒有物質進入的黑洞會怎麼樣呢？
如果一個黑洞附近都是空蕩蕩的，周圍沒有物質可以供它”吃“（提醒一點，這裡的說法僅僅是比喻，並不是說黑洞存在意義就是為了吃，好像說的黑洞有意識一樣，只是黑洞的屬性使得其周圍存在的物質都岌岌可危而已），那麼這個黑洞會怎麼樣呢？
有人說了，既然沒有物質吸收，那麼黑洞就保持原樣唄，畢竟黑洞內部的物質又出不來，難不成還餓瘦了不成？
上面這句話代表了上世紀七十年代前科學界的觀點，但後來隨著霍金等人對黑洞開始研究，原本死氣沉沉的黑洞一下子有了變化，
霍金輻射告訴我們：黑洞時刻都有質量丟失，如果存在一個孤立的黑洞，那麼它的淨質量會隨時間減小。
這一結論是霍金在黑洞附近考慮了量子理論所得出的，實際上這裡黑洞質量的減少，並不是真的發生了物體從黑洞內部飛走，而是視界附近產生的虛粒子對受黑洞影響，其中帶有負能量的粒子進入黑洞，引起黑洞質量的減小，而另一個正能量的粒子則遠離黑洞，總體表現就好像黑洞在發射出物質，使得自身質量減小一樣。
當然了，雖然霍金輻射已經提出幾十年了，但至今科學家們也沒有實際觀測到這種現象的發生，但基於理論的自信，我們相信這樣的現象是存在的，畢竟相對論與量子力學在其所擅長的方面都取得了驚人的成績。
除此之外，雖然黑洞的質量沒有上限，但限於人類科技水平（以及黑洞的特性），人們目前所發現的黑洞數量並不多，科學家們對於不同質量的黑洞，定了一個標準：
將質量在3到100倍太陽質量的黑洞稱為恆星級黑洞，100到10萬倍太陽質量的稱為中等質量黑洞，再往上的稱為超大質量黑洞。
比如離咱們35億光年處，位於OJ287類星體中的兩顆超大質量黑洞，大的質量為太陽的184億倍，小的質量是太陽的1.46億倍。
順帶說一下最近由我國科學家發現的“不符合理論”的恆星級黑洞LB-1
這顆黑洞的質量大約在70倍太陽質量左右，有人疑惑道：不是說恆星級黑洞的質量在3到100倍太陽質量嗎，這才70倍，怎麼就不符合理論了？
因為這顆黑洞的生長環境比較特殊，我們知道恆星級黑洞，顧名思義是由恆星演化末期形成的，而恆星的金屬丰度決定了其最後能成為多大質量的黑洞
這顆LB-1黑洞有一顆B型星在繞其轉圈，科學家發現這顆B型星的金屬丰度與太陽接近，這就意味著這顆黑洞生前在恆星時期的金屬丰度也差不多和太陽類似，按照現有的理論來說，這顆黑洞的質量應該不會超過25倍太陽質量。然而現在的事實就是這顆黑洞質量有70倍太陽質量，這意味著我們現有的部分理論將需要重新修改。
總的來說，理論上黑洞的質量是可以無限上升的，取決於到底有多少物質可以去“喂”它。當然了，除了能吃以外，黑洞還將有可能成為相對論與量子力學結合的關鍵，可以說黑洞內部藏著一處大寶藏。
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