黑洞是宇宙中极其重要的天体,在很久之前它就被爱因斯坦广义相对论所预言。作为一个具有量子效应的宏观物体,不论是从经典还是量子的角度来看,确认它的存在都是极为重要的。2019年,事件视界望远镜发表了第一张黑洞的照片。在这张照片中,我们可以清晰地看到一个光环包裹着一块阴影区域。这个阴影区域被称为黑洞阴影,而光环则对应黑洞的吸积盘。研究黑洞阴影和吸积盘对于获取黑洞的信息是很重要的。一方面,我们研究了与黑洞阴影紧密相连的光子球。基于余维数为2的曲面几何,我们给出了光子球和光子面的准局域定义。这个定义有效的排除了 Claudel、Virbhadra和Ellis等人给出的定义中所允许的无引力场时空存在光子面的情况。而对于我们所感兴趣的系统,我们给出和Claudel、Virbhadra和Ellis等人一致的结果。我们的定义应用到Lemaitre-Tolman-Bondi（LTB）引力坍缩模型变为求解一个二阶微分方程的问题。极其重要的是,我们发现尘埃球边界上的能量平衡条件可以作为这个方程一个合适的边界条件。基于这个关键点,我们得到了尘埃坍缩模型Oppenheimer-Snyder（OS）模型的解析解和LTB模型在边缘束缚坍缩情况的合理的数值解。有趣的是,在OS模型中,我们发现事件视界和光子面出现的时间差是由系统的总质量决定的,而与系统的大小或者引力场的强度无关。另一方面,我们研究了最内稳定圆轨道,也就是吸积盘的边界。首先,我们回顾了得到Schwarzschild时空中的最内稳定圆轨道的两种方法,即极值法和有效势法。进一步地,我们说明了极值法在一般静态和稳态时空也是适用的,并在一般静态和稳态时空论证了它与有效势法是等价的。然后,我们将极值法推广到了一般动力学时空中。由此我们研究了Vaidya时空、Vaidya-Anti de Sitter时空以及慢转极限下的Kerr-Vaidya时空中的最内稳定圆轨道的演化。我们发现动力学时空中最内稳定圆轨道的演化行为和光子球（不稳定圆轨道）的演化行为是类似的。