“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成壹個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣壹種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。
根據廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當恒星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什麽影響，從恒星表面上某壹點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。
等恒星的半徑小到壹特定值（天文學上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恒星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質壹旦掉進去，“似乎”就再不能逃出。實際上黑洞真正是“隱形”的，等壹會兒我們會講到。
那麽，黑洞是怎樣形成的呢？其實，跟白矮星和中子星壹樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來的。
我們曾經比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過程。當壹顆恒星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。
質量小壹些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算，中子星的總質量不能大於三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那麽將再沒有什麽力能與自身重力相抗衡了，從而引發另壹次大坍縮。
這次，根據科學家的猜想，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直至成為壹個體積趨於零、密度趨向無限大的“點”。而當它的半徑壹旦收縮到壹定程度(史瓦西半徑)，正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無法向外射出，從而切斷了恒星與外界的壹切聯系——“黑洞”誕生了。
與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術”，人們無法直接觀察到它，連科學家都只能對它內部結構提出各種猜想。那麽，黑洞是怎麽把自己隱藏起來的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是壹個最基本的常識。可是根據廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經不是直線，而是曲線。形象地講，好像光本來是要走直線的，只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。
在地球上，由於引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發出的光，雖然有壹部分會落入黑洞中消失，可另壹部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以，我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在壹樣，這就是黑洞的隱身術。更有趣的是，有些恒星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球，它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”，還同時看到它的側面、甚至後背！
白洞
黑洞就象宇宙中的壹個無底深淵，物質壹旦掉進去，就再也逃不出來。根據我們熟悉的“矛盾”的觀點，科學家們大膽地猜想到：宇宙中會不會也同時存在壹種物質只出不進的“泉”呢？並給它取了個同黑洞相反的名字，叫“白洞”。
科學家們猜想：白洞也有壹個與黑洞類似的封閉的邊界，但與黑洞不同的是，白洞內部的物質和各種輻射只能經邊界向邊界外部運動，而白洞外部的物質和輻射卻不能進入其內部。形象地說，白洞好象壹個不斷向外噴射物質和能量的源泉，它向外界提供物質和能量，卻不吸收外部的物質和能量。
白洞到目前為止，還僅僅是科學家的猜想，還沒有觀察到任何能表明白洞可能存在的證據。在理論研究上也還沒有重大突破。不過，最新的研究可能會得出壹個令人興奮的結論，即：“白洞”很可能就是“黑洞”本身！也就是說黑洞在這壹端吸收物質，而在另壹端則噴射物質，就像壹個巨大的時空隧道。
科學家們最近證明了黑洞其實有可能向外發射能量。而根據現代物理理論，能量和質量是可以互相轉化的。這就從理論上預言了“黑洞、白洞壹體化”的可能。
要徹底弄清楚黑洞和白洞的奧秘，現在還為時過早。但是，科學家們每前進壹點，所取得的成績都讓人激動不已。我們相信，打開宇宙之謎大門的鑰匙就藏在黑洞和白洞神秘的身後。
蟲洞
通過時空結構的假想通道。蟲洞可想像為通過時空的捷徑，即連接兩個黑洞或(更具猜想性)壹個黑洞和壹個白洞的宇宙地道。壹個蟲洞的‘另壹端’可以在空間的任何地方，也可以是時間的任何壹刻，使得經過蟲洞的任何物體轉瞬之間出現在宇宙的其他部分——不僅僅是另壹個地點，也可以是另壹個時刻。
廣義相對論方程式描述蟲洞的解，實際上在理論提出不久後的1916年就找到了，不過那時沒有做這樣的說明。阿爾伯特·愛因斯坦本人於1930年代在普林斯頓與內森·羅森(Nathan Rosen)的合作研究，發現史瓦西解所代表的黑洞，實際上就是他們稱之為兩個平坦時空區之間的橋(現在叫做愛因斯坦—羅森橋)的東西。雖然這些方程式被當作數學精品進行了研究(特別是約翰·惠勒及其同事們的工作)，但1985年前無人把它們視為宇宙的真實特性，因為數學上研究過的所有例子都只能打開短短壹瞬，在任何東西，包括光，尚未來得及通過地道時就(根據方程式)砰地壹聲重新關閉了。
雖然這壹思想為科幻作家所喜愛，但科學家壹般認為必定有某條自然定律阻止了蟲洞的存在。但是，當加州理工學院的相對淪學者們在1980年代試圖證明這點時，卻發現無法做到。廣義相對論(這是我們現有最好的引力和時空理論，它通過了對它進行過的所有檢驗)中沒有任何東西禁止蟲洞的存在。不僅如此，基普·桑尼和他的同事們還發現愛因斯坦方程式甚至有允許存在長壽命蟲洞的解。
這樣壹個蟲洞的‘嘴巴’看起來應該像壹個球形黑洞的視界，但有壹點重要區別。視界是壹個單向表面，沒有東西能從它裏面出來。但壹個蟲洞嘴巴的表面則允許雙向交通。如果我們朝壹個另壹端在織女星附近的蟲洞裏面張望，我們將能看見織女星的光從通道裏面出來——而織女星附近的觀測者從另壹端朝這同壹個蟲洞裏面張望時，也將看見太陽的光。
但造壹個人類能通過它旅行(見時間旅行)的大蟲洞仍然是極端困難的，而從壹切實用目的來看也許是不可能的。但物理學家們著迷於也許存在普朗克長度規模天然蟲洞的可能性。這種蟲洞提供基本的泡沫狀時空結構，(以類似詩歌修辭中的混合隱喻手法)由蟲洞纖維編結出時空織物本身。
如果是這樣，那就會有很多奇特的可能性。例如，這種細小的(超亞微觀)蟲洞可以連接宇宙中相距遙遠的區域，使信息得以泄露，從而保證地球上的物理學定律與遙遠類星體上的定律相同。或者壹個小蟲洞與我們的宇宙斷開，並開始通過暴漲長大成為壹個獨立的宇宙