在浩瀚的宇宙中，存在這樣一種特殊的天體：它能夠產生極為強大的吸引力，會吞噬週遭引力範圍內所有的物質，甚至連光都無法倖免。由於它看上去類似一個巨大的黑漆漆的洞穴，因此被人們命名為「黑洞」。
人們對於黑洞的認知可以追溯到1789年，由當時著名的法國數學家拉普拉斯提出。雖然他只是提出黑洞的初步構想，卻震驚了世界，引起了學術界的關注。隨著科學基礎理論的不斷發展，科學家們逐漸開始用愛因斯坦的廣義相對論去解釋和研究黑洞。1939年，美國物理學家奧本海默對黑洞進行了系統的研究，肯定了黑洞的存在。隨後的幾十年，人們通過天文觀測不斷對黑洞的成分和運動規律進行研究，提出來一些新的理論。1975年，被稱為「愛因斯坦後最偉大的物理學家」的史蒂芬?霍金提出「黑洞悖論」，他認為黑洞在形成之後會向外輻射能量，結果會使黑洞自身因為能量消失殆盡而消亡；隨同其一起消失的還包括被黑洞吸入的信息。然而根據霍金最新的研究表明，這一二十幾年前的悖論站不住腳了。
根據人們目前對黑洞的認知程度，有幾個重要問題至今成謎：
首先，黑洞究竟是如何形成的？目前，一部分學者認為黑洞在最初的時候並不是一種有別於其他星體的特殊存在，而恰恰是由這些恆星慢慢演變而成的。他們認為恆星在不斷消耗自身的能量後，會逐步進入晚期的蛻變，最終在自身的引力下開始坍縮。當這種坍縮星體的質量超過太陽的3倍時，其坍縮產物便形成了黑洞，並開始吸引和吞噬週遭的物質。還有一部分學者認為最初的黑洞確實是一種有別於其他正常星體的天體，而且它的形成要追溯到最初的宇宙大爆炸時。大爆炸產生的巨大力量把一些物質緊密地擠壓在了一起，從而形成了最初的「原生黑洞」。
其次，黑洞究竟是由什麼構成的？對黑洞的形成，不同學者提出了不同的觀點，所以關於黑洞的構成問題目前也是眾說紛紜。一種觀點認為：黑洞是由巨大的旋轉中的「暗能量」構成。「暗能量」以超越光速的速度旋轉，從而產生了吞噬一切的吸引力，並且由此逐漸彙集宇宙散佈的其他物質，最終能夠形成星系或星系團。而另一種觀點源於黑洞形成的坍縮理論，它認為黑洞的吸引力主要來源於一顆或多顆星體坍縮時形成的巨大質量。20世紀70年代，美國物理學家惠勒推斷出黑洞只需要一個物理量，即黑洞的構成並不複雜，也並不涉及化學成分。他的這一觀點也受到一些學者的認同。
再次，被黑洞吸入的物質到哪裡去了？通常人們認為，黑洞是一個巨大的「吸納器」，被它吞噬的物質就再也無法逃出，最終消失了。其實不然，科學家們根據宇宙間物質能量守衡的理論推斷，被黑洞吸進去的物質，一定會通過其他形式再重新返回到宇宙當中。而被黑洞返還給宇宙的其他形式，最有可能的就是包括x射線的各種能量。1965年，人們根據白天鵝星座射來的x射線，找到了一顆編號為HDE226868的星體。這顆質量為太陽30倍的巨大星體高速旋轉，很有可能就是x射線的射線源。這一發現證實了被黑洞吸入的物質並不會憑空消失。此後一系列的天文發現也證實，黑洞的不斷成長與宇宙間增加的能量變動密不可分。
關於黑洞，我們的認識還遠遠不夠。近年來，一些專家學者不斷提出新的假設和構想，比如一部分人認為，黑洞不是把所有的物質不加選擇地囫圇吞入，而會放棄一些特殊的星體或類星體。換句話說，也有可能並不是所有的物質都會被黑洞所吞噬，會有一些物質因為某些原因「逃過一劫」。當然，以我們人類的時間和空間標準判斷，這一切離我們所居住的地球還算遙遠。我們的家園暫時還不會面臨著這一宇宙間「星體殺手」的威脅。
黑洞的孿生兄弟——白洞真的存在嗎
隨著人們對黑洞研究的不斷深入，一個顯而易見的問題隨之而來：被黑洞吸入的物質都消失了嗎？根據宇宙間的物質守衡理論，顯然它們不會憑空消失。於是，一些科學家根據愛因斯坦的廣義相對論，提出宇宙間可能存在另一種與黑洞截然相反的假想天體——白洞。
黑洞的特性就是只進不出，無情地吞噬著引力範圍內的一切物質。而白洞則與其恰恰相反，它允許內部的超高密度物質離開它的邊界，進入廣袤的太空之中，卻不允許任何物質進入它的邊界，是與黑洞對立的天體。白洞類似一個無窮無盡的源泉，向外界發出輻射，拋出最終能夠構成氣體和恆星的物質。白洞的提出主要是高能天體物理研究的需要，例如人類逐漸發現的宇宙中x射線爆發、y射線爆發、以及脈衝星和類星體，這些發現已經無法用我們已知的物理學規律進行解釋。例如20世界60年代人們發現的類星體體積極小，卻有著恆星一般的高亮度。因此人們猜測可能存在我們未知的特殊星體，那就是具有「創造力」的白洞。
可見，白洞的提出極富辯證性。科學家們認為黑洞是宇宙間物質相互吸引的極端現象，它的直接結果就是星體「大坍縮」；而白洞則是宇宙間物質相互排斥的極端現象，它的直接結果則是「大爆炸」或「大膨脹」。如此，可以解釋宇宙間整體的能量均衡是怎樣運作的。
那麼，倘若真有白洞存在，它究竟是怎樣產生的呢？它源源不斷噴發出來的物質又是從何而來呢？有的科學家認為，白洞和黑洞是彼此相通的，二者之間有一條通道，被黑洞吸進的物質最終將從白洞噴出。當然，這些物質經過黑洞的消化，以「熱輻射」的方式穩定地向外發射粒子，即「自發蒸發」。英國著名的大科學家霍金，在研究黑洞時，提出了自己的白洞形成假設。他認為黑洞具有與其質量成反比的溫度，自發蒸發使它的溫度升高，質量減少，並反過來使自發蒸發加劇。由於這種反覆的正反促進，使黑洞的蒸發越來越強，最終以反收縮的方式猛烈爆發，形成了不斷向外噴射物質的白洞。他的這一觀點得到了很多人的贊同，於是，他們提出了「白洞就是由黑洞形成的」這一假說。
蘇聯科學家諾維科夫認為白洞的形成與宇宙大爆炸密不可分。他認為宇宙大爆炸的最初階段，爆發力並不是均勻分配，有些超高密度的物質並沒有立刻膨脹，而是繼續積蓄能量。這些物質成為新的局部膨脹的核心，這些核心有的甚至在上百億年後才會爆炸。這些核心就是我們所認知的白洞。
當然，以目前人類的科技水平，還無法找到白洞確實存在的科學依據。對於黑洞和白洞之間的吞吐關係，也只是停留在人們富有哲學思辨性的假想階段。因此，對於這對「孿生兄弟」的一切，還都是無法解開的迷團。