在很多方面，宇宙中最极端的物体是黑洞。
它们把更多的质量塞进一个比其他任何东西都小的空间，使空间结构严重弯曲，以至于一旦任何物体进入某个区域，它就永远无法逃脱，即使它以宇宙的极限速度旅行：光速。
宇宙中可能有数百万个黑洞分布在每个类似银河系的星系中，其中最大的黑洞质量可达数百万甚至数十亿个太阳质量。
然而，如果我们思考所有这些黑洞是如何形成的，我们可以相当肯定的是，每个黑洞最初都是由正常物质组成的，没有一个是由暗物质形成的，尽管在宇宙中暗物质的质量比正常物质高出5：1。
如果它们的引力相等，为什么会这样呢？
这是N.D.穆勒的调查，他想知道：
“如果黑洞是引力的结果，如果暗物质(也)对引力做出反应，那么是什么阻止了暗物质之外的黑洞的形成呢？”
这是一个很棒的问题，谢天谢地，我们可以回答。
这就是为什么黑洞不能由暗物质组成的故事。
对一颗质量极大的恒星一生的解剖，当核心耗尽核燃料时，最终会发生II型超新星。
聚变的最后阶段通常是燃烧硅，在超新星接踵而至之前，在核心产生铁和类铁元素的时间只有一小段时间。
如果这颗恒星的核心足够大，那么当核心坍塌时，它会产生一个黑洞。
在我们的现代宇宙中，只有几种已知的方法可以成功地制造黑洞。
也许最常见的方法来自于极大质量恒星的核心塌缩。
唯一能支撑恒星抵御引力崩塌的是其核心核聚变产生的能量，在那里向外辐射压力平衡向内引力。
当恒星的核心燃烧的燃料耗尽时，辐射压力开始下降，恒星的核心在自身引力的作用下开始收缩。
当恒星的核心收缩时，它就会升温。
如果它变得足够热，它可以开始燃烧更重的元素，将它们用作燃料。
然而，一旦它完成了像硅这样的元素的聚变，就没有其他地方可去了，核心就会在第二类超新星事件中坍塌。
如果恒星的核心足够大，那么在这么小的空间里收集这么多质量，就会形成一个黑洞(而不是中子星)。
你也可以从两颗中子星的碰撞中形成一个黑洞，只要合并后的物体的质量总和再次大于一定的阈值。
当两颗中子星碰撞时，如果它们的总质量足够大，它们不仅会导致千诺瓦爆炸和无处不在的重元素的产生，而且会导致合并后的残余物形成一个新的黑洞。
最后，也有机会通过直接坍塌形成黑洞，在这种情况下，要么是收缩的气体云，要么是单一的大质量恒星，密度太大，光线无法从一定体积的空间中逃逸出来。
一旦你满足了这个条件，事件视界就形成了，任何穿过视界的东西不仅永远不会逃脱，而且会迅速增加你新形成的黑洞的质量--因此，也就是大小。
在短时间内，它可以吞噬任何物体的全部质量，然后你的手上就会有一个黑洞。
重述三种已知的产生黑洞的主要方法，而这三种方法以前是没有的：
来自一颗核心塌缩的超新星。
来自两颗中子星的碰撞和合并。
从直接塌陷过程中。
虽然可能还有其他奇异的方法来产生黑洞，但这些都被认为是我们宇宙中绝大多数黑洞的罪魁祸首。
来自哈勃望远镜的可见光/近红外照片显示，一颗质量约为太阳25倍的大质量恒星在没有超新星或其他解释的情况下眨眼消失了。
直接崩塌是唯一合理的候选解释，也是除了超新星或中子星合并之外，首次形成黑洞的已知方式之一。
正如你可能已经注意到的，所有这些都依赖于普通物质：由原子及其组成成分组成的物质。
当你考虑以下事实时，这对你来说可能有点困惑。
正常物质只占宇宙总质量的六分之一，其余的六分之五是暗物质。
正常物质和暗物质都同样受到引力的影响，它们以完全相同的方式遵守牛顿和爱因斯坦的万有引力定律。
在每一个有大量正常物质的环境中，比如像银河系这样的星系，总体上暗物质明显较多，至少有5：1的比例有利于暗物质。
那么，为什么正常物质能如此有效地形成黑洞，而暗物质却不能呢？
关键不在于引力，而在于其他耗散力：如摩擦和碰撞，它们依赖于电磁相互作用。
正常物质经历电磁相互作用。
暗物质并非如此。从天体物理上讲，这对每个人所发生的事情都有巨大的影响。
这段来自结构形成模拟的片段，随着宇宙的扩展而扩大，代表了一个暗物质丰富的宇宙中数十亿年的引力增长。
即使宇宙在膨胀，但其中单个的、被束缚的物体不再膨胀。
然而，它们的规模可能会受到扩张的影响；我们不确定。
当一个星系形成时，暗物质和正常物质通常都以相同的宇宙量流入其中：整个宇宙平均存在5：1的比例。
就像所有受重力影响的粒子一样，它们被吸引到引力势的中心，这就是它们加速的方向。
然而，相似之处到此为止。
当暗物质穿过现有的星系时，它没有碰撞，没有摩擦，没有加热，没有与电磁辐射的相互作用，也没有办法与星系内存在的其他粒子(包括正常粒子和暗粒子)交换能量或动量。
它开始并将保持在缓慢的、高角动量的轨道上，可能需要10亿年左右的时间才能形成一个单一的、完整的椭圆。
另一方面，正常物质拥有暗物质所缺乏的所有东西。
它与其他可以交换能量和动量的正常物质粒子碰撞。
粒子可以粘在一起，导致动能和角动量的耗散损失。
当它们与其他正常物质粒子相互作用时，它们会经历动力摩擦和热摩擦，从而升温。
它们对辐射有反应，具有显著的横截面。
由于摩擦、加热和碰撞等过程，星系中存在的正常物质集中在引力势的中心区域。
暗物质没有经历这一切，仍然稀疏而分散地分布在整个光晕中。
虽然暗物质的子结构存在于光晕中，但没有一个区域的密度足够高，甚至远未达到产生黑洞所需的密度。
总而言之，所有这些现象导致了一个主要的差异，可以概括为：正常物质释放动量和角动量，并下沉到星系的核心，在那里它聚集在一起，而暗物质总是在星系周围扩散分布在一个巨大的光晕中，无法释放线性动量或角动量。
正常物质形成单独的、密集的、小规模的团块。
暗物质只能形成稀疏、弥漫的团块，而且大多是在非常大的尺度上。
如果没有一种可以释放角动量的机制，暗物质甚至永远不可能接近创造视界所需的密度，因此也就是黑洞。
没有暗物质星这回事，所以你不可能让暗物质经历核心塌缩。
没有一个区域能够收集到足够的暗物质来将该区域内的光线拉回自身，这意味着你不可能让暗物质经历直接的坍塌。
而且没有恒星残骸或其他由暗物质组成的密度相当的物体，这意味着在导致黑洞的富含暗物质的实体之间不可能发生碰撞。
当应用于暗物质时，所有正常物质最终形成黑洞的机制都失效了。
即使对于一个巨大的、旋转的黑洞(克尔黑洞)这样的复杂实体，一旦你穿过(外部)事件视界，即使你是由暗物质组成的，你也会跌落到中心奇点，增加黑洞的质量。
现在，一旦你从正常物质中制造出一个黑洞，暗物质粒子就没有理由不能越过视界，增加已经存在的黑洞的质量。
在这一点上，暗物质与任何其他形式的物质或辐射没有什么不同：如果你越过事件视界的边缘，你将不可避免地跌落到中心奇点，最终增加黑洞的整体质量。
但由于正常物质的块状性质和暗物质的弥散性质，没有现实的情景可以让一个黑洞总质量的1%来自暗物质。
对于黑洞来说，要么是正常物质，要么什么都不是。
事实上，根据我们对暗物质和宇宙的理解，只有一种可能永远创造一个由暗物质组成的黑洞。
只有当非常早期的宇宙出生时有足够大的波动，而不是被流出的辐射冲刷掉，或者作为大规模结构的种子缓慢生长，它本身就会迅速坍塌，导致黑洞的形成，远远早于任何恒星的形成，这种情况才会发生。
如果发生这种情况，它可能已经创造了一个或多个原始黑洞：一组与恒星无关而存在的黑洞。
这是一个只有质量才重要的例子，而不是它是正常的还是黑暗的。
除了超新星和中子星合并形成外，黑洞还可能通过直接坍塌形成。
如图所示的模拟表明，在适当的条件下，任何质量的黑洞都可以在宇宙非常早期的阶段形成，这取决于初始条件。
因为它完全基于引力物理学和膨胀宇宙中结构形成的方式，所以可以直接计算出产生原始黑洞所需的超密度有多大。
无论平均密度如何，如果一个宇宙出生时的区域比平均密度大68%，它将导致引力崩塌和原始黑洞的形成。
这与质量或大小无关，只取决于超密度的大小。
现在，我们有了一个生来就有一系列波动的宇宙，而这些种子波动导致了我们在宇宙中随处可见的结构。
我们在以下几个方面看到了这些波动的影响：
宇宙微波背景中的温度缺陷。
宇宙微波背景中的偏振特征。
宇宙大尺度结构的相关函数和功率谱等特征。
记住这些，我们就可以重建宇宙生来就有什么样的波动。
当我们观察宇宙时，我们发现，与宇宙膨胀的预测相一致的是，宇宙在最大的宇宙尺度上一定比最小的可测量宇宙尺度上的波动稍大(约3%)，其波动幅度约为平均值的0.003%。
换句话说，如果我们寻找一种非常罕见的波动-5-σ波动，大约每350万次波动中就有一次发生-它将对应于一个仅比平均密度高或低0.015%的区域。
这是一个巨大的差距：从0.015%到68%，而实现这一差距的唯一方法是在特定的小范围内引用某种新的、新颖的物理学。
到目前为止，这种新的物理学肯定已经成功地隐藏了它存在的所有证据，只需要援引它来创造一个基于暗物质的原始黑洞群体：一个没有证据的群体。
事实上，当我们查看实际证据时，我们只有原始黑洞可能的丰度以及它们可能占暗物质的比例的限制(在许多情况下是相当好的限制)。
虽然我们不能准确地排除这些物体存在于当前观察到的阈值以下，但没有任何物理原因或证据可以假设这些实体的存在。
关于有多少暗物质可以以原始黑洞的形式存在的限制。
有一组压倒性的完全不同的证据表明，在早期宇宙中创造的组成我们暗物质的黑洞并不多。
当谈到得出科学结论时，重要的是提出正确的问题，而不是被一厢情愿的想法所吸引。
与其问“我能编造一个逃避当前约束的场景吗？”
这最多只能让你选择“我能相信这可能是真的吗？”
我们应该看着证据，在最少的附加假设的情况下问我们，“宇宙告诉我们关于它自己的哪些信息，我们可以得出结论，它们实际上是真的？”
这个关键问题--什么是真的？--是所有科学问题的核心。
如果没有证据支持某一假说的真实性，那么在科学上断定该假说本身就是真的就是不负责任的。
当谈到我们所理解的暗物质时，我们完全可以预期，宇宙中将不会有黑洞，无论是今天还是将来，主要或完全由暗物质组成。
没有恒星、超新星、恒星残留物或直接塌陷的情景应该导致由暗物质组成的黑洞，而且一旦宇宙开始运行，暗物质的密度就不可能足够形成黑洞。
除非我们引用新的、但未被观测到的新物理来强迫创造特定光谱的原始黑洞，这些黑洞都是由暗物质组成的，否则我们可以有把握地说，是正常物质，而不是暗物质，才是我们在宇宙中观察到的黑洞的罪魁祸首。