ブラックホールは、重力崩壊が進行し、事象の地平線(null hypersurface)が形成される時空領域のことです。事象の地平線は、真空中の光速に等しいかそれを超える原因境界を示すヌル超曲面であり、その先では脱出速度が光速(c ≈ 2.99792458 × 10⁸ m s⁻¹)となります。この境界内では、すべての未来指向型時間型測地線および帰点測地線は中心特異点(理想化されたシュワルツシルト幾何学またはカー幾何学において)で終わり、そこで時空曲率が無限大になり、古典的な一般相対性理論は破綻します。ノーヘア定理(アインシュタイン方程式の定常、軸対称、電気真空解の一意性結果によって支持)によれば、天体ブラックホールはカー・ニューマン族の3つのパラメータのみで完全に特徴付けられます:質量M 比角運動量 a = J/M(ここで J は角運動量) 電荷Q(天体物理学の文脈では通常無視できるQ ≈0) したがって、観測されるブラックホールは実質的にカー(回転し、電荷を持たない)天体やシュワルツシルト(回転せず、電荷を持たない)天体です。最近の高精度重力波観測による連星ブラックホール合体(例:2025年に解析された事象、GW250114年を含む)は、合併後の残存物のカーの性質を厳密に検証・確認し、ホーキングの面積定理も確認しています。すなわち、総地平面積A = 4π(r₊² + a²)は合体中であっても時間とともに減少せず、表面積は予測通り増加します(ΔA ≥ 0)。事象の地平線自体は無限の重力赤方偏移により外部観測者から因果的に切り離されています。R = r₊(R₊ = M + √(M² - a²)の近傍または内部から放射される電磁放射は指数関数的に抑制されます。したがって、直接イメージングは不可能であり、代わりに、観測は近隣の物質からの放射を捉えます:降着円盤 — 幾何学的に薄いまたは厚いプラズマの流れが内側に螺旋状に進み、粘性散逸と磁気再結合によって~10⁶–10⁹ Kに加熱され、X線から電波帯まで熱放射および非熱放射を生み出します。 フォトンリング — シュワルツシルトの場合、~1.5 r₊の不安定な光子軌道が、遠側からの円盤放射を重力レンズによって明るく非対称なリングを作り出します。 相対論的ジェット — ブランフォード・ズナジェック法や回転エネルギーの磁気流体力学的抽出によって打ち上げられ、しばしばパーセク単位をメガパーセク単位に拡張します。 イベントホライズン望遠鏡(EHT)は、M87*(2019年、以降の研究で改良)およびSgr A*(2022年、2025年から2026年にかけて偏光および変動研究を継続)の影と光子リングを撮影し、地平線付近の強磁場重力、フレームドラッグ(レンズ–サーリング効果)、磁場トポロジーの直接的な検証を提供しました。最近の進展(2025–2026年)には以下が含まれます:合併リングダウンにおけるホーキングの面積増加の確認。 XRISM分光法では、急速に回転する系におけるほぼ最大スピン(≈0.998)を示す歪み反射優勢の鉄線が明らかになりました。 JWSTはz>8で超大質量ブラックホール(SMBH)を発見しました(例:「リトルレッドドット」や初期クエーサーで)、ビッグバン後約5億ミリア以内の質量は約10⁸M_⊙であり、標準的なエディントン限度成長に挑戦し、重い/直接崩壊シードやスーパーエディントン/超吸収相を支持しています。 恒星質量ブラックホール(約3〜100 M_⊙)は主に大質量星の核崩壊から形成されます(M ≳ 20–30 M_⊙)一方、中間質量のブラックホール(10²–10⁵ M_⊙)や超大質量(10⁶–10¹⁰ M_⊙)変異は、初期宇宙における階層的な合併、ガスの付着、種子メカニズムによって生じる可能性があります。