ผลต่างระหว่างรุ่นของ "หลุมดำ"

ขณะที่ทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายว่าหลุมดำเป็นพื้นที่ว่างที่มีความเป็น[[เอกภาวะ]]ที่จุดศูนย์กลางและที่ขอบฟ้าเหตุการณ์บริเวณขอบ คำอธิบายนี่เปลี่ยนไปเมื่อค้นพบ[[กลศาสตร์ควอนตัม]] การค้นคว้าในหัวข้อนี้แสดงให้เห็นว่านอกจากหลุมดำจะดึงวัตถุไว้ตลอดกาล แล้วยังมีการค่อย ๆ ปลดปล่อยพลังงานภายใน เรียก [[รังสีฮอวคิง(Hawking radiation]]) และอาจสิ้นสุดลงในที่สุด <ref>Hawking, Stephen (1974). "Black Hole Explosions". Nature 248: pp. 30–31. doi:10.1038/248030a0.</ref> <ref>McDonald, Kirk T. (1998) , Hawking-Unruh Radiation and Radiation of a Uniformly Accelerated Charge, http://www.hep.princeton.edu/~mcdonald/accel/unruhrad.pdf </ref><ref> Hawking & Penrose 1996, p. 44.</ref> อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีคำอธิบายเกี่ยวกับหลุมดำที่ถูกต้องตาม[[ทฤษฎีควอนตัม]]

คำว่า '''หลุมดำ''' ({{lang-en|black hole}}) ที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์นี้จากช่วงกลางทศวรรษ 1960 แม้ไม่ปรากฏหลักฐานที่แน่นอน นักฟิสิกส์ชื่อ จอห์น วีลเลอร์ ([[John Wheeler]]) เป็นผู้บัญญัติศัพท์คำนี้ขึ้นในสัมมนาเรื่อง ''เอกภพของเรา : สิ่งที่รู้และไม่รู้'' (Our Universe : the Known and Unknown) ของเขาในปี 1967 แทนคำเดิมที่ยาวกว่า คือ ''ดาวที่ยุบตัวอย่างสมบูรณ์โดยความโน้มถ่วง'' (gravitationally completely collapsed star) อย่างไรก็ตามวีลเลอร์ได้ยืนกรานว่าคนอื่นในการสัมมนาก็ได้ช่วยกันบัญญัติเพียงแต่เขาปรับให้ดูสั้นและเหมาะกับการใช้เท่านั้น คำนี้ได้ถูกใช้ในจดหมายโดย แอนน์ อิวอิง ถึง [[AAAS]] ในปี 1964 <ref>Michael Quinion. "Black Hole". World Wide Words. Retrieved on 2008-06-17.</ref> ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ[[ไอน์สไตน์]] เมื่อเพิ่มมวลให้กับดาวที่กำลังจะหมดอายุขัย การยุบตัวลงอย่างรวดเร็วจะทำให้เกิดสนามโน้มถ่วงที่รุนแรง และจะปิดตัวมันเองลง จนกลายเป็นหลุมดำในเอกภพ

วลีนี้ได้ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยบังเอิญในเหตุการณ์ [[หลุมดำแห่งกัลกัตตา]] (Black Hole of Calcutta]]) เมื่อ ค.ศ. 1756 ซึ่งชาวยุโรป 146 คนถูกลงโทษและกักขังข้ามคืนที่ฟอร์ต [[วิลเลียม (Fort William]]) โดย Siraj-ud-Daulah และเหลือผู้รอดชีวิต 23 คน<ref>"Online Etymology Dictionary".</ref>

สองแนวคิดของ[[อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์]]ต้องนำมาใช้อธิบายปรากฏการณ์ แนวความคิดแรกก็คือเวลาและอวกาศ (time and space) นั้นไม่ใช่แนวคิดที่จะแยกออกจากกัน แต่มีความเกี่ยวข้องกันและรวมเรียกเป็น[[กาลอวกาศ]] ([[spacetime]]) ความเกี่ยวข้องนี้มีลักษณะพิเศษ คือ วัตถุจะไม่สามารถเคลื่อนที่ในกาลอวกาศได้อย่างอิสระ มันจะเคลื่อนที่นำหน้าเวลาและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงตำแหน่งในอวกาศได้เร็วกว่าความเร็วแสง และนี่คือผลลัพธ์[[ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ]]

ตามทฤษฎี [[No hair theorem|"No Hair" theorem]] หลุมดำมีคุณสมบัติทางกายภาพที่แยกออกจากกัน 3 คุณสมบัติได้แก่ [[มวล]],[[ประจุอิเลคตรอน]] และ[[โมเมนตัมเชิงมุม]]<ref>{{citation|last=Heusler |first=M. |year=1998 |title=Stationary Black Holes: Uniqueness and Beyond |journal=Living Rev. Relativity |volume=1 |number=6 |url=http://www.livingreviews.org/Articles/Volume1/1998-6heusler/}}</ref> หลุมดำสองหลุมใด ๆ จะมีค่าคุณสมบัติเหล่านี้เหมือน ๆ กัน ข้อเปรียบเทียบนี้แตกต่างจากวัตถุทางดาราศาสตร์อื่น ๆ เช่น ดาวที่มีมากมายจนอาจจะไม่สามารถวัดได้หมด ดังนั้นการสูญหายของดาวที่สลายตัวเป็นหลุมดำถือเป็นเรื่องใหญ่ เนื่องจากทฤษฎีทางฟิสิกส์ส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ การสูญหายของข้อมูลในหลุมดำจึงคล้ายกับต้องนำมาปะติดปะต่อกัน นักฟิสิกส์เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า [[black hole information paradox]]

ทฤษฎี "No Hair" มี[[สมมติฐาน]]บางอย่างเกี่ยวกับธรรมชาติของเอกภพ และสสารในเอกภพ สมมติฐานอื่นๆ จะนำไปสู่บทสรุปที่ต่างไป ตัวอย่างเช่น ถ้าธรรมชาติให้มีแม่เหล็กขั้วเดียว [[(magnetic monopole]]) และเป็นทฤษฎีที่เป็นไปได้ แต่ไม่เคยถูกสังเกต ก็น่าจะเป็นไปได้สำหรับหลุมดำที่จะมีประจุแม่เหล็ก[[(magnetic charge]]) ถ้าเอกภพมีมากกว่า 4 มิติ (เหมือนที่กล่าวไว้ใน[[ทฤษฎีสตริง]] หรือมีความเป็นทรงกลม [[Anti de Sitter space|anti-de Sitter]] ทฤษฎีทั้งหมดจะผิด จากแหล่งต่าง ๆ ของเส้นผม ("hair") อย่างไรก็ตาม ในมิติของพวกเราที่ปรากฏเป็น 4 มิติ จะดูกคล้ายกับเอกภพที่มีลักษณะแบน ๆ<ref>{{citation| author=Hinshaw, G. et al. |title=Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results |year=2008 |url=http://arxiv.org/abs/0803.0732}}.</ref>

หลุมดำที่เกิดขึ้นได้ง่ายที่สุดคือแบบที่มีมวลแต่ไม่มีประจุและโมเมนตัมเชิงมุม หลุมดำประเภทนี้จะเรียกว่า [[Schwarzschild metric|Schwarzschild black hole]]หลุมดำชวาร์สชิลด์ ตามชื่อนักฟิสิกส์ผู้ค้นพบคำตอบในปี 1915 ชื่อ[[คาร์ล ชวาร์สชิลด์]]<ref name="Schwarzschild1916">{{Citation

คำอธิบายสำหรับหลุมดำที่กว้างกว่านั้นถูกค้นพบภายหลังในศตวรรษที่ 20 เรียกว่า Theคำตอบของไรน์เนอร์ [[Reissner-Nordström metric|Reissner-Nordström solution]]นอร์ดสตรอม อธิบายไว้ว่าหลุมดำที่มีประจุไฟฟ้า ขณะเดียวกันกับที่ [[คำตอบของเคอร์]] แสดงให้เห็นว่ามีการหมุนของหลุมดำ และคำอธิบายที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดสำหรับหลุมดำที่อยู่กับที่คือ [[มาตรวัดของเคอร์-นิวแมน(Kerr-Newman metric]]) ที่มีทั้งประจุและโมเมนตัมเชิงมุม คำอธิบายเหล่านี้เป็นการนำคุณสมบัติทั้งหลายของชวาร์สชิลด์เขาด้วยกันและเป็นการเปรียบเทียบอัตราส่วนของประจุและโมเมนตัมเชิงมุมของมวลอีกด้วย (ในหน่วยธรรมชาติ [[(natural units]]).

ขณะที่หลุมดำสามารถที่จะมีค่าบวกใด ๆ ก็ได้แต่คุณสมบัติอื่น ๆ อันได้แก่ประจุและโมเมนตัมเชิงมุมนั้นจะต้องขึ้นกับมวล ในหน่วยธรรมชาติ ในหน่วยธรรมชาตินี้ ประจุรวม ''Q'' และโมเมนตัมเชิงมุมลัพธ์ ''J'' จะเป็นไปตามความสัมพันธ์ ''Q''²+ (''J''/''M'') ² ≤ ''M''² สำหรับหลุมดำมวล ''M'' หลุมดำจะเต็มไปด้วยความไม่เท่ากันของความสัมพันธ์นี้เรียกว่า [[เอ็กซ์ตรีมอลแบล็คโฮล]] คำอธิบายสมการไอน์สไตน์มีผลในส่วนนี้ยกเว้นบริเวณขอบ คำอธิบายเหล่านี้มีเอกภาวะที่ชัดเจนและถือว่าไม่เป็นกายภาพ ''unphysical'' [[ทฤษฎีรังสีคอสมิก]] ( [[cosmic censorship hypothesis]]) กล่าว่าไม่มีทางเป็นได้ที่เอกภาวะจะเกิดขึ้นเนื่องจากการสลายของความโน้มถ่วงของสภาพแท้จริงของวัตถุทั่วไป<ref>For a review see {{citation |last=wald |first=Robert. M. |author-link=Robert Wald |title=Gravitational Collapse and Cosmic Censorship |year=1997 |url=http://arxiv.org/abs/gr-qc/9710068}}.</ref> สามารถอธิบายได้โดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ สำหรับการอภิปรายในหัวข้อนี้ดู <ref>{{Citation| last=Berger | first=Beverly K. | year=2002 | url=http://www.livingreviews.org/lrr-2002-1 | title=Numerical Approaches to Spacetime Singularities | journal=Living Rev. Relativity | volume=5 |access-date=2007-08-04}}.</ref>

การเกิดหลุมดำนั้นจะเกิดจากการยุบลงของดาวเนื่องจากความแรงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ [[electromagnetism|electromagnetic force]] แต่ก็ยังคงมีประจุที่เป็นกลางของดาวอยู่ กระนั้นการหมุนที่คาดว่าจะเป็นลักษณะสำคัญของวัตถุ และหลุมดำที่ถือว่าแหล่งกำเนิดของแหล่งของรังสีเอกซ์นั้น [[GRS 1915+105]]<ref>{{citation |first1=Jeffrey E. |last1=McClintock |first2=Rebecca |last2=Shafee |first3=Ramesh |last3=Narayan |first4=Ronald A. |last4=Remillard |first5=Shane W. |last5=Davis |first6=Li-Xin |last6=Li |title=The Spin of the Near-Extreme Kerr Black Hole GRS 1915+105 |journal=Astrophys.J. |volume=652 |year=2006 |pages=518-539 |url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0606076}}.</ref> ปรากฏว่ามีโมเมนตัมเชิงมุมใกล้เคียงค่าสูงสุด

* [[หลุมดำขนาดกลาง]] มีขนาดพันพันเท่าของมวลดวงอาทิตย์ เชื่อว่าเป็นแหล่งพลังงานของรังสีเอกซ์ที่มีความเข้มมาก ๆ [[ultra-luminous X ray source]] ไม่มีหลักฐานการเกิดของหลุมดำขนาดนี้ สันนิษฐานว่าอาจเกิดจากการชนกันของมวลขนาดต่ำกว่าหลุมดำ อาจจะเป็นแก่นส่วนที่หนาแน่นของดาวในส่วนที่เป็น[[กระจุกดาวทรงกลม]] หรือกาแล็กซี่ เหตุการณ์นี้ทำให้เกิดการระเบิดรุนแรงของคลื่นความโน้มถ่วง ขอบเขตระหว่าง super- หลุมดำมวลยิ่งยวดและ intermediate-mass black holesหลุมดำมวลขนาดกลาง คือสสารภายใน ด้วยมวลที่ต่ำกว่ามวลที่มากสุดในการที่หลุมดำหลุมหนึ่งจะฟอร์มตัวจากการยุบ ของดาวทำให้หลุมดำขนาดนี้ไม่ค่อยมีข้อมูลในปัจจุบัน

* [[หลุมดำจากดาวฤกษ์|Stellar-mass black holes]] มีมวลประมาณ 1.5–3.0 เท่าของดวงอาทิตย์ (จากขอบเขตของโทลแมน-ออพเพนไฮน์เมอร์-โวลคอฟ] สำหรับมวลมากสุดของดาวนิวตรอน) ถึงประมาณ 15–20 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และเกิดจากการยุบตัวของดาวเดี่ยว หรืออาจเป็นการรวมกัน (หนีไม่พ้นที่จะเกิดจากรังสีความโน้มถ่วง[[gravitational radiation]]) ของ[[ดาวนิวตรอน]] โดยที่ดาวอาจจะรวมตัวด้วยมวลเริ่มต้น [[Initial mass function|initial masses]] มากถึง ≈100 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ หรือมากกว่าแต่บริเวณชั้นที่หนาภายนอกส่วนใหญ่จะเป็นระยะเริ่มต้นของ วิวัฒนาการ ที่ถ้าไม่ถูกพัดไปโดยลมสุริยะในระหว่างที่เป็น[[ดาวยักษ์แดง]] ก็จะเกิดการระเบิด[[ซูเปอร์โนวา]]สำหรับดาวที่จะกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ จากแบบจำลองทางทฤษฎีส่วนใหญ่สำหรับวิวัฒนาการดาวในขั้นท้าย ๆ ขอบเขตบนสำหรับมวลของดาวที่จะกลายมาเป็นหลุมดำนั้นยังไม่ทราบชัดเจน แก่นของดาวก็ยังเบากว่าดาวที่จะกลายเป็น[[ดาวแคระขาว]]

* [[หลุมดำจิ๋ว]] มีมวลน้อยกว่าดาวมาก ผลกระทบจาก[[กลศาสตร์ควอนตัม]]จะถูกนำมาอธิบายประเภทนี้ ไม่มีกลไกใดที่อธิบายการเกิดแบบปกติอย่างวิวัฒนาการดาว แต่แน่นอนว่ารังสีคอสมิค[[cosmic inflation|inflationary]] สามาถทำนายการเกิดของมันในช่วงต้นของการเกิดของเอกภพ ตามทฤษฎีต่าง ๆ เกี่ยวกับ[[ความโน้มถ่วงทางควอนตัม]] ([[quantum gravity]]) พวกมันอาจจะเกิดด้วยแรงปฏิกิริยาที่เกิดจาก[[รังสีคอสมิก]]ไปชนกับ[[บรรยากาศ]] หรือใน[[เครื่องเร่งอนุภาค|ตัวเร่งอนุภาค]] เช่น [[เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่]] ทฤษฎี [[Hawking radiationรังสีฮอวคิง]] ทำนายว่าหลุมดำประเภทนี้จะระเหยไปเป็นรังสีแกมมาที่สว่างวูบ โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีแกมมาเฟอร์มีของนาซา (formerly GLAST) ที่ปล่อยในปี 2008 จะค้นหาปรากฏการณ์นี้สำหรับหัวข้อทางวิทยาศาสตร์

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในบริเวณใจกลางหลุมดำทรงกลมนั้นจะมีเอกภาวะกาลอวกาศอยู่ นั่นหมายถึงสุดโค้งของกาลอวกาศ หมายความว่าจากจุดที่ผู้สังเกตที่กำลังจะเขาสู่หลุมดำ ที่เวลาหนึ่งที่กำลังจะข้ามผ่านจุดนั้นไป หลุมดำจะกลายมาถูกกดอัดเข้าสู่บริเวณที่ปริมาตรเป็นศูนย์ ดังนั้นความหนาแน่นจะไม่มีที่สิ้นสุด ([[Infinity|infinite]])อนันต์ ที่ปริมาตรศูนย์นี้ บริเวณที่มีความหนาแน่นไม่สิ้นสุดจะอยู่บริเวณใจกลางหลุมดำพอดีเรียก [[เอกภาวะความโน้มถ่วง]] ([[gravitational singularity]])

เอกภาวะในหลุมดำที่ไม่มีการหมุนนั้นเป็นจุดจุดหนึ่ง หรืออาจกล่าวได้ว่ามันมีความยาว กว้างและลึกเป็นศูนย์ เอกภาวะของหลุมดำที่หมุนได้ ([[rotating black hole]]) จะไม่นับเป็นการก่อสร้างของเอกภาวะที่เป็นวง [[(ring singularity|ring shape]]) ที่อยู่นอกระนาบการหมุน ในวงแหวนนั้นจะไม่มีความหนาและไม่มีปริมาตร

อย่างไรก็ตาม การก่อตัวของเอกภาวะอาจใช้เวลาจำกัดมากจากจุดที่ผู้สังเกตการยุบตัวของวัตถุ แต่จากจุดที่ไกลจากผู้สังเกตอาจจะใช้เวลาไม่สิ้นสุดเนื่องจาก[[การยืดเวลาเนื่องจากความโน้มถ่วง[[]](gravitational time dilation]]).

วัตถุรวมตัวกันแน่นอื่น ๆ เช่น[[ดาวนิวตรอน]] ([[neutron stars]]) ก็สามารถมีทรงกลมโฟตอนได้เช่นกัน<ref>

หลุมดำที่หมุนได้จะถูกล้อมรอบด้วยบริเวณกาลอวกาศที่ไม่สามารถจะอยู่นิ่งได้เรียก [[ เออร์โกสเฟียร์]] เป็นผลมาจาก[[กระบวนการย้ายกรอบ]] ([[frame-dragging]]) ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่ามวลที่หมุนใด ๆ จะมีการค่อย ๆ ผ่านพ้นไปตามกาลอวกาศทันทีรอบตัวมันเอง วัตถุใด ๆ ใกล้ ๆ กับมวลที่หมุนได้จะเริ่มเคลื่อนในทิศทางที่กำลังจะหมุน ผลกระทบสำหรับหลุมดำที่กำลังหมุนนี้จะรุนแรงมากขึ้นใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ที่วัตถุใด ๆ สามารถเคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วแสงในทิศทางตรงข้าม

วัตถุและรังสีสามารถที่จะหนีจาก เออร์โกสเฟียร์ ในความเป็นจริงแล้วกระบวนการเพนโรส ([[Penrose process]]) ทำนายว่าวัตถุจะบินหนีจาก ergosphereเออโกสเฟียร์ โดยขโมยพลังงานบางส่วนออกมาจากหลุมดำหมุนได้ด้วย ถ้ามวลขนาดใหญ่ของวัตถุหนีด้วยวิธีการนี้หลุมดำจะค่อย ๆ หมุนช้าลงและหยุดไปในที่สุด

อุณหภูมิของการแผ่รังสีของสเปกตรัมของวัตถุดำเป็นปฏิภาคกับความโน้มถ่วงพื้นผิว ([[surface gravity]]) ของหลุมดำ สำหรับหลุมดำของชวาร์สชิลด์ เป็นส่วนกลับกับมวล ดังนั้นหลุมดำขนาดใหญ่จะอุณหภูมิต่ำมากและแผ่รังสีที่มีขนาดเล็กมาก หลุมดำที่เกิดจากการระเบิดของดาวที่มีมวล 10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เช่น อาจจะมีอุณหภูมิฮอว์คิงในหลาย ๆ นาโนเคลวินน้อยกว่า 2.7K เกิดจากพื้นหลัง[[รังสีไมโครเวฟคอสมิก]] ([[Cosmic Microwave Background]]) ส่วนหลุมดำจิ๋วนั้นควรจะค่อนข้างสว่างเนื่องจากผลิตพลังงานสูงจากรังสีแกมมา

วัตถุที่อยู่ภายใต้แรงดึงดูดขนาดใหญ่จะสัมผัสได้ถึงแรงไทดอล([[tidal force]]) ที่ทำให้มันไปในทิศทางของวัตถุที่ก่อให้เกิดสนามโน้มถ่วง นี่อาจจะเกิดจากกฎกำลังสองผกผันทำให้ส่วนที่ใกล้กว่าของวัตถุที่ถูกแผ่ออกสัมผัสกับแรงดึงดูดได้เร็วกว่าส่วนที่อยู่ไกลกว่า ใกล้ ๆ กับหลุมดำ แรงไทดอลจะถูกคาดหวังว่าจะเพียงพอที่จะทำให้วัตถุตกลงไป ไม่ว่าจะเป็นอะตอม หรือนิวคลีออน เรียกปรากฏการณ์นี้ว่ากระบวนการสปาเกตตี้[[(spaghettification]]) กระบวนการสปาเกตตี้ นี้จะเริ่มจากวัตถุที่ตกลงไปในหลุมดำจะแยกเป็นสองส่วน และจากนั้นแต่ละส่วนก็จะแยกออกเป็นอีกสองส่วนรวมเป็นสี่ แล้วก็แยกเป็นแปด กระบวนการแยกออกเป็นสอง ([[bifurcation]]) นี้จะดำเนินไปเรื่อย ๆ และผ่านจุดที่จะแยกวัตถุต้นแบบในระดับอะตอม และสุดท้ายกระบวนการนี้จะทำให้วัตถุกลายเป็นสตริงของอนุภาคพื้นฐาน

วัตถุที่อยู่ในสนามความโน้มถ่วงจะมีเวลาที่ช้าลงเรียกว่าการยืดของช่วงเวลาจากความโน้มถ่วง ([[gravitational time dilation]]) สัมพันธ์กับผู้สังเกตภายนอกสนาม โดยผู้สังเกตจะมองเห็นกระบวนการทางกายภาพรวมไปถึงนาฬิกาที่เดินช้าลงเช่นกัน เมื่อวัตถุที่นำมาทดลองได้ผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ไปนั้น พบว่าเกิด การยืดของช่วงเวลาอันมีผลมาจากความโน้มถ่วง (เมื่อวัดโดยผู้สังเกตจากระยะไกลหลุมดำ) จนเข้าใกล้ค่าอนันต์ หรือก็คือเวลาจะหยุดลง

จากมุมมองการตกของวัตถุ ระยะที่วัตถุปรากฏ [[บลูชิฟท์]]([[Blue shift|blue-shifted]]) หรือการที่สเปกตรัมเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกต และมีความยาวคลื่นสั้นลงอันเนื่อเคลื่อนที่เข้าหาผู้สังเกต จะมีความยาวคลื่นสั้นลงมาจากค่าสนามโน้มถ่วงของหลุมดำ ปรากฏการณ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของหรือเป็นส่วนกลับของ เรดชิพท์([[Redshift|red shiftเรดชิฟท์]](Redshift) ที่เกิดขึ้นโดยความเร็วของการตกของวัตถุเมื่อเทียบกับระยะทาง

เมื่อวัตถุผ่านไปที่เอกภาวะที่ศูนย์กลางด้วยค่าเวลาที่เหมาะสม ([[proper time]]) จากการวัดโดยใช้วัตถุที่ตกลงไปนั้น ผู้สังเกตที่อยู่บนวัตถุจะเห็นความต่อเนื่องของวัตถุที่บริเวณภายนอกขอบฟ้าเหตุการณ์ไม่ว่าจะเป็นบลูชิฟท์ หรือ เรดชิฟท์ก็ขึ้นอยู่กับวิถีโคจร

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่เข้าใกล้เอกภาวะมาก ๆ ด้วยแรง [[tidal force]]ไทดอลที่มีค่าอนันต์ ส่วนประกอบทั้งหมดของวัตถุรวมไปถึง[[อะตอม]] และ อนุภาคขนาดเล็กกว่าอะตอม จะถูกฉีกออกจากกันก่อนที่จะถึงเอกภาวะ โดยที่ไม่สามารถทราบผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นภายในเอกภาวะ แต่เชื่อว่าจากทฤษฎีควอนตัมโน้มถ่วง ต้องการที่จะอธิบายเหตุการณ์บริเวณใกล้เคียง เมื่อวัตถุข้ามผ่านไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ จะหายไปจากเอกภพภายนอก ผู้สังเกตการณ์ระยะไกลจะมองเห็นการเปลี่ยนแปลงของมวล ประจุ และโมเมนตัมเชิงมุมเล็กน้อย ไม่ว่าอะไรก็ตามที่ผ่านจุดนี้ไปจะไม่สามารถเป็นตัวอย่างศึกษาได้อีกต่อไป จากภายนอกเอกภพ พบว่าหินที่ถูกโยนเข้าไปในหลุมหนึ่งล้านปีที่แล้วยังไม่สามารถที่จะผ่านขอบฟ้าไปได้ตามทฤษฏีอาจต้องมีการแก้ไข

การยุบตัวอาจจะหยุดได้ด้วยความกดดันที่ลดลง (degeneracy pressure) ของส่วนประกอบของดาว หรือก็คือการที่สสารกลายเป็นของเหลวในสภาวะเสื่อมสลายที่ประหลาด ([[Degenerate matter|denser state]]) ผลลัพธ์ที่ได้จัดเป็นหนึ่งในดาวหลายประเภทของดาวที่มีความหนาแน่นสูง โดยดาวที่หนาแน่นเหล่านี้ประเภทใดที่จะก่อตัวนั้นก็ขึ้นอยู่กับมวลเล็กมวลน้อยมารวมกัน สสารจะที่เหลือก็จะเปลี่ยนกลไกด้วยการยุบตัวไปในชั้นนอก (เช่น การเกิด[[ซูเปอร์โนวา]] หรืออาจจะมีการสั่นสะเทือนจนกลายเป็น[[เนบิวลาดาวเคราะห์]] และต้องเข้าใจว่ามวลที่เหลือออกมานั้นเป็นน้อยกว่าของดาวแม่มาก คือจากดาวที่มีมวล 20 เท่าของมวลดวงอาทิตย์อาจเหลือเพียงแค่ 5 เท่า เท่านั้นหลังจากเกิดการยุบตัว

แอคเครชั่นดีสค์ [[Accretion disc|accretion disks]] เป็นก๊าซร้อนที่ประกอบด้วยอะตอม และไอออนซ์ของธาตุต่างๆ รวมทั้งอิเลคตรอนอิสระ และอนุภาคพลังงานสูงมากมาย และก๊าซที่พุ่งออกมา ([[gas jet]]) ไม่ได้เป็นตัวพิสูจน์ว่า[[หลุมดำจากดาวฤกษ์]]มีอยู่จริง เพราะวัตถุขนาดใหญ่และมีความหนาแน่นมาก เช่น [[ดาวนิวตรอน]]และ[[ดาวแคระขาว]] ทำให้วงแหวนก๊าซและลำก๊าซก่อตัวและมีประพฤติตัวเหมือน ๆ กัน รอบ ๆ หลุมดำ

[[เลนส์ความโน้มถ่วง]]([[gravitational lens]]) นี้ก่อตัวมาจากแสงจากแหล่งที่สว่างจากระยะไกลมาก ๆ เช่น [[ควาซาร์]] ที่จะบิวเบี้ยวอยู่รอบ ๆ วัตถุขนาดใหญ่เช่น หลุมดำ ระหว่างแหล่งกำเนิดและผู้สังเกต กระบวนการนี้เป็นที่รู้จักกันในนาม '''การมองผ่านความโน้มถ่วง''' และเป็นการทดสอบอีกอย่างของการคาดการณ์จากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ตามทฤษฎีแล้วมวลจะล้อมรอบ[[กาลอวกาศ]] เพื่อที่จะสร้างสนามความโน้มถ่วง และจะมีผลที่จะเบนแสงไป

อีกตัวอย่างหนึ่งคือ [[S2 (star)|ดาวเอสทู]] ที่มองเห็นโคจรอยู่ที่ใจกลางกาแล็กซี่ เป็นดาวที่มีแสงจากหลุมดำที่มีขนาด~3.5×10⁶ เท่าของดวงอาทิตย์ ดังนั้นสามารถที่จะพล็อตการเคลื่อนไหวของวงโคจรได้ แต่ไม่มีการสำรวจอื่น ๆ ที่ใจกลางของวงโคจรนอกจากตำแหน่งของหลุมดำ

[[การสั่นกึ่งคาบ]]([[Quasi-periodic oscillations]]) สามารถใช้ระบุมวลของหลุมดำได้<ref>{{cite web|url=http://www.eurekalert.org/pub_releases/2008-04/nsfc-nsi040108.php|title=NASA scientists identify smallest known black hole}}</ref> เทคนิคนี้สามารถใช้ได้กับความสัมพันธ์ระหว่างหลุมดำและภายในวงแหวนรอบ ๆ ตัวมัน ที่มีก๊าซหมุนวนภายในก่อนที่จะถึงขอบฟ้าเหตุการณ์ เมื่อก๊าซยุบตัวลงจะแผ่รังสีเอ็กซ์ด้วยความเข้มที่แตกต่างกันในรูปแบบซ้ำ ๆ ในช่วงเวลาปกติ สัญญาณนี้เรียกว่า ควอไซน์ พิริออดิก ออสซิลเลชั่น หรือ คิวพีโอ ความถี่ คิวพีโอ นี้ขึ้นกับมวลของหลุมดำ ซึ่งจะเกิดที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ใกล้ ๆ กับหลุมดำ ดังนั้น คิวพีโอจะมีความถี่มากขึ้น สำหรับหลุมดำที่มีมวลมากกว่านี้ ขอบฟ้าเหตุการณ์ก็จะอยู่ไกลข้น ทำให้ ความถี่คิวพีโอ ลดลง

[[Image:M87 jet.jpg|left|thumb|284px|พวยก๊าซที่พุ่งออกจากใจกลางเมซิเออร์ 87 ในรูปนี้มาจากนิวเคลียสที่ยังมีพลังของ[[ดาราจักร]]ที่อาจจะมีหลุมดับยักษ์อยู่ Credit: [[กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล|กล้องฮับเบิล]]/[[NASAนาซา]]/[[ESAอีซา]].]]

อย่างไรก็ตาม ในทางทฤษฎีและการสังเกตการณ์แสดงให้เห็นว่าใน[[นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์]]นั้นน่าจะมีหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่<ref name="krolik1999"/><ref name="sparkegallagher2000"/> รูปแบบของเอจีเอ็นนี้ประกอลไปด้วยใจกลางหลุมดำที่อาจจะมีพลังงานมากกว่าดวงอาทิตย์เป็นพันล้านหรือล้านล้านเท่า วงแหวนของก๊าซและฝุ่นที่อยู่ภายในดาวเรียกว่า [[จานรวมมวล]] และลำอนุภาคพลังงานสูง ([[relativistic jet|jets]]) ที่ตั้งฉากกับจานรวมมวล<ref name="sparkegallagher2000"/>

นักดาราศาสตร์มีความเชื่อมั่นว่า[[กาแล๊กซี่ทางช้างเผือก]]ของเรานั้นก็มีหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่ที่ใจกลางในบริเวณที่เรียกว่า ซาจิเทอเรียสเอ ([[Sagittarius A*]])