如果巨大黑洞只是存在于特定的星系的话，那么巨大黑洞可能就是这种特定星系特殊演化的结果。但是观测资料表明大部分星系的中心都存在巨大黑洞。在宇宙中存在着一种相当于星系大小一万分之一以下区域，却释放出100个星系具有的能量的天体，这就是“类星体”。这是一种距离我们极其遥远的天体，距离近者离地球也有20亿光年之遥。从1962年第一个类星体被发现以来，这种天体的真实面目仍是待揭之谜。围绕类星体巨大能量的来源，科学家提出了形形色色的理论和假说，而最终具有生命力的是巨大黑洞之说。
斗转星移，1997年，哈勃太空望远镜首次观测证实，类星体处于星系的中心部位，是星系的核心。在那里极有可能存在巨大黑洞。但是此说难圆，迄今发现的类星体大约只有星系数目的百分之一，仅仅以此为依据还不能认为任何星系都存在巨大黑洞。
随着周密观测的进行，科学家们始知以往了解的“塞弗特星系”与类星体在光谱方面有种种类似。“塞弗特星系”的能量规模比类星体要小得多。“塞弗特星系”有Ⅰ型与Ⅱ型之分，与类星体光谱相似的为Ⅰ型。对“塞弗特星系”来说，除去其中心区域的特殊类型，一般是漩涡星系和棒旋星系，比类星体的数目多得多，达10倍以上。类星体和“塞弗特星系”总称为“活动星系核”，科学家又进一步发现了“活动星系核”的“兄弟”——“射电星系”和“活动星系”。最近，科学家在超过半数的星系中发现了衡量星系核心活动程度的“低电离状态发光区域”。
科学家认为，能够将活动星系核用巨大黑洞和旋转着被吸入黑洞气体盘旋建立一个模型。根据这个模型，星系核活动性的差别由黑洞的大小和单位时间被吸入黑洞的气体量决定。为了说明多种星系核的活动性，巨大黑洞的质量必须达到太阳质量的1000万倍到10亿倍的程度。如果我们认定几乎所有的星系中心都无一例外地存在巨大黑洞的话，那么这种现象是如何形成的呢，对于这个问题科学家们还没有掌握明确的答案，获得答案的关键也许就在尚待确认的M82星系中的黑洞。
通过光度变化发现的M82星系的待确认黑洞的最大质量大约是太阳质量的上亿倍。但是这其中存在一个令人不解的事实——M82星系的待确认黑洞不在星系的旋转中心，而在距旋转中心400光年之遥的位置。如果它具有太阳1亿倍的质量，那么这个黑洞的引力将占支配地位，它周围的一切都应当以黑洞为中心旋转，不能想象这个黑洞在围绕别的什么旋转。由此可知，这个黑洞并没有那么巨大，它很可能是质量居中的新类型，是质量为太阳100倍到100万倍的中间质量黑洞。
科学家对M82星系进行了空前精确的观测，1999年，美国航空航天局的科学家发表的观测报告，他们获得的证据表明，一个质量为太阳100倍到1万倍的黑洞在距星系中心约1000光年的位置旋转。他们在对39个星系观测中发现其中21个星系中有这种中间质量的黑洞。如果事实果真如此，那么它将成为解开星系中心巨大黑洞之谜的重要线索。巨大黑洞如何形成尚无定论，正如前面谈到的，科学家认为质量相当于太阳的黑洞是超新星爆发的结果，但是对于巨大黑洞的起源，目前还没有定论。巨大黑洞是怎样形成的呢？
达到太阳质量100万倍的天体，其半径会凝缩至0.01光年以下，成为一千万分之一光年大小的中间质量黑洞。在质量为太阳100万倍的天体中有“球状星团”。
球状星团在宇宙中存在的天体中密度之大异乎寻常，但是球状星团大小达数十光年，无论如何不能成为黑洞。在球状星团中作为超新星爆发的残存物存在质量相当于太阳的黑洞。但是如此小的黑洞逐渐构成了双星，要演化成一切都被吞并其中的中间质量黑洞，需要比宇宙年龄更长的时间，所以球状星团今天依然固我。
在“星爆”里正以迅猛的速度生成着新的恒星，同时超新星爆发也呈猛烈之势，结果质量相当的太阳的黑洞理当比一般星系存在得更多。那么这些黑洞吸聚周围气体逐步变大成为中间质量黑洞，难道不存在中间质量黑洞彼此聚合成为巨大黑洞的可能吗？不过计算可知，即使用宇宙年龄同样时间来集聚气体，质量也不过只能增加百分之几。黑洞合而为一的概率在球状星团的情况下要低得多。解决疑问的关键何在？那么，巨大黑洞不会由小黑洞聚合而成，就没有突然形成中间质量黑洞的途径了吗？要存在这种可能关键之处在于是否能把具有太阳质量100万倍的天体凝缩至0.01光年以下的空间。作为一种可能性，美国哈佛大学的科学家提出了一种新的设想：在宇宙诞生之初由大质量的天体产生了中间质量的黑洞。
科学家们把这个过程用计算机进行了模拟，结果显示，在宇宙诞生30万年时，大质量天体中发生了电离，大小凝缩至0.01光年以下。此时，宇宙中清澈无比，光能够通行无阻。由此产生的黑洞质量约为太阳的10万倍到100万倍，基本上是在与星系无关的空间形成的。
如此大小的黑洞与星系遭遇，在力学的摩擦效果作用下，黑洞便落入星系的中心。如果落入星系中心的黑洞一年间会附着一个太阳质量的物质的话，1亿年后就会拥有1亿倍以上太阳质量，从而成为巨大黑洞。以类星体的能量来说，如此规模的质量附着是必不可少的。但是这种模型也不能完全自圆其说。考虑到一般的宇宙模型，以这种机理形成的黑洞的数目比星系的数目要少得多。因此在理论上，形成巨大黑洞的确切过程应当说仍未明了，所以具有中间质量、围绕星系中心旋转的M82星系黑洞，是非常耐人寻味的。关键问题在于求出M82星系黑洞的准确质量，并搞清其形成的过程。这些问题的解决对于揭开巨大黑洞之谜，具有决定性的意义。巨大黑洞仍是待揭之谜，巨大黑洞的起源之谜直到今天仍包裹在重重迷雾之中，说不清道不明。黑洞是如何越变越大的，巨大黑洞又与星系的诞生和演化具有怎样的关系，需要解释的疑问还多得很。1995年，美国夏威夷大学和密执安大学的几位科学家，在研究了巨大黑洞起源的问题后，发表了非常有趣的分析结果。
他们将巨大黑洞的观测结果针对某一天体，把黑洞的质量与星系“鼓包”进行了比较。所谓星系“鼓包”指的是处于星系中心呈球状分布的古老恒星的集团。
结果表明，这个比例大约是1000∶1，就算黑洞的质量有变化，但这个比例都没有明显变化。星系“鼓包”在构造上与星系盘有所不同，椭圆星系几乎都是由“鼓包”构成的。
若美国科学家发现的关系具有普遍意义，黑洞的形成便很可能与星系“鼓包”的形成有密切关系。星系“鼓包”是由星系形成初期的“星爆”形成的——这一假说现在比较有说服力。巨大黑洞也与“星爆”有关吗？新类型的黑洞是在M82星系被发现的，而它也是“星爆”。
“星爆”、星系形成、星系“鼓包”、活动星系核，以及中间质量黑洞和巨大黑洞，在这一系列组合之后，最终能够描绘出的到底是什么呢？
在星系中，仍然隐藏着许多的谜团。
根据近年的观测，人类所在的银河系的中央具有棒状构造，所以银河系也可能是一个棒旋星系。
巨大黑洞的起源之谜直到今天仍包裹在重重迷雾之中。黑洞是如何越变越大的，巨大黑洞与星系的诞生和演化又具有怎样的关系，需要解释的疑问还很多。
黑洞的结构
恒星的质量，用M⊙作为单位，代表是太阳质量的多少倍。如果一个恒星的质量小于等于10－3M⊙，那么恒星就表现为行星的样子，其中静电力为主导，恒星不会塌缩，在自己的燃料都消耗完后，成为一个真正意义上的行星。如果质量比10－3M⊙大，但是没有超过钱德拉塞卡极限：14M⊙，引力就占主导，而且恒星在它的晚年成为一个白矮星，继续消耗着自己的燃料。当燃料也消耗光了，白矮星就结晶为一个黑矮星，继续存在着，做几乎完全的刚体运动。质量比1.4M⊙大的恒星的命运就比较坎坷了。如果在它晚年爆发为红巨星的时候，将过多的物质喷射出去，那么它将进入白矮星坟墓。如果喷射的物质不够多，那么就会在爆发为红巨星后，迅速塌缩为一个白矮星，然后在极其短的时间内继续塌缩下去，冲破电子简并压的极限，终结在中子星的坟墓中。中子星比白矮星更加致密，也更加接近刚体。如果质量比2M⊙大许多，在爆发的时候喷射掉物质后的质量仍然比2M⊙大，那么它将成为一个黑洞。
在白矮星和中子星系列中，原本恒星的电磁场的能量保持不变，同时由于表面积的缩小，磁力线会被挤压在一个十分小的范围中，从而增加了磁场的强度。
脉冲星和超新星就是中子星和喷射出的物质的残留。
但是到了黑洞范围中，情况就不一样了。
在中子星和白矮星中，磁力线还是存在的，但是在黑洞内部，不存在磁力线。
所有的磁力线都被束缚在了视界上（膜规范）。不单单是磁力线，连恒星原本的电荷都是类似电子一样完全均匀地分布在整个视界上的。向外发射的磁力线在黑洞没有旋转的时候，和电子周围的电磁场分布一样，完全球对称。在黑洞旋转的时候，由于视界成为了椭球，因而发生了相应的形变。但是整体上，黑洞和基本粒子的电磁场分布几乎完全一样。
黑洞的视界周长与黑洞的质量成正比关系，这里用周长而不用物体到黑洞中心的距离，是因为如果黑洞存在，那么在黑洞周围的时空必定已经被黑洞的引力拉成了非欧几里德的，而是黎曼的了。因而距离的概念已经没有了必要，视界周长和轨道的周长取而代之，用来描述黎曼时空几何的弯曲程度。由于这里的时空是弯曲的，因此牛顿的万有引力定律已经失效了，取而代之的是爱因斯坦的场方程。
从这个结果，我们又可以知道什么呢？我们知道的是，当物体接近视界时，物体所受到的潮汐力反比于黑洞质量的平方！也就是说，黑洞越重，那么它的潮汐力越柔和，但是必须注意的是：我们这里说的潮汐力，而不是引力。潮汐力是引力引起的物体两端的引力差。无论什么黑洞，他的引力是保持巨大无比不会变的，变的是引力的变化率，以及这个变化率引起的潮汐力。
这里说的是黑洞的外部，现在来看看黑洞的内部。
在黑洞的内部，是量子理论的天下，相对论仅仅指明了一个模糊的方向，而具体潮汐力、引力如何，是量子理论决定的。
在这里，奇点的混沌效应使得一切计算都是徒劳的，不可能知道潮汐力在什么方向上以多大的力是拉还是压一个物体。质量越大的黑洞，内部的量子效应越柔和；距离奇点越远，你受到的平均潮汐力越柔和。
通过概率的计算，可以知道，在奇点周围，视界内的空间，随机的潮汐力总在三个方向上不断交替地、比较有周期地来回拉扯、挤压着物体。这种力在离奇点越近的地方越显著。在奇点这个位置，这种潮汐力的强度、变化周期都达到了无限大，物体被完全撕裂了。
理论上，我们可以在一个质量十分大的黑洞中，十分舒服的来到距离奇点一个特定的范围，期间，从你落入黑洞到达到这个位置，可能需要数十年的时间，需要的时间与黑洞质量的平方成反比。
当然，即使是这样，物体在接近奇点，到达奇点周围的量子效应区域以后，还是会被奇点的量子效应摧毁。但是无论黑洞的质量如何，奇点的量子效应的强度是不会变的，因为奇点的“质量”是不变的。黑洞的质量在黑洞形成的同时，其实已经被黑洞的奇点销毁了，但是由于引力的非线形效应，引力场的能量又形成了引力场，从而使得引力场在黑洞内部不断叠加，因而使得黑洞被维持着没有爆裂。由于一切引力效应来自引力的非线形，而黑洞的质量的贡献仅仅是决定了这种非线形的程度，因而在奇点周围的量子效应的时空在任何质量的黑洞内部都是一样的。
奇点的量子效应，使得物体在到达奇点前先被越来越大的量子效应完全撕成了小个体（大小由量子混沌潮汐力效应的强度决定），然后，一般在达到奇点以前就已经整个被奇点的混沌潮汐力摧毁，成为了基本粒子。这些基本粒子如夸克这样被强核力牢牢束缚着的基本粒子才可能熬到直接面临奇点的时候，但是即使是强力，在巨大引力效应和量子混沌效应的作用下，还是难逃被支解的命运，成为了纯粹的物质弦。随后可能通过史瓦西喉被抛到了外部空间，可能成为后来量子蒸发的材料，可能形成了子宇宙，可能在奇点周围不断游荡，可能成为了纯粹的能量，以潮汐力的形式继续存在，可能成为了纯能量以引力波的形式辐射掉，可能……总之，形成黑洞的恒星被所形成的黑洞摧毁了，不在对黑洞的引力提供任何贡献了。黑洞中引力的来源，在奇点形成以后，主要就是来自于引力的非线形结构。
当然，这个是量子引力——弯曲时空的量子场定律——所给的黑洞内部的描写，但不是最终描写。物体在达到黑洞的时候可能会得到转机，可能在黑洞内部真的存在史瓦西喉——虫洞；也许在你达到黑洞以前就会在一个转动黑洞周围被撕裂的空间吸走；也许你在达到奇点时，会进入一个子宇宙，在时空组中荡漾……值得注意的是既然粒子是以成双成对的出现，为什么我们今天看到的粒子比反粒子多得多？
尚未发现天然的反粒子，仅在粒子对撞实验中证实了它们的存在。
我们知道，在量子力学中有三个分别叫做C、P、T对称。C（电荷）对称的意义是，科学定律对于粒子和反粒子（与粒子的电荷相反）都是相同的。P（宇称，也称做镜象）对称的意义是，科学定律对于某一情形及其镜象（例如右手方向自旋的粒子镜象为左手方向自旋的粒子）是不变的。T（时间）对称的意义是，科学定律对于前进或后退的时间方向都是一样的，也就是说，如果我们颠倒粒子和反粒子的运动方向，系统应该回到原先的样子。