黑洞是质量如此之大/致密以至于甚至电磁波（例如无线电波和光）都不能从其“表面”发射的集合。
黑洞被紧紧压缩，引力非常大。引力是如此之大，以至于任何东西都无法逃脱（甚至光也不能）。这就是它得名“黑洞”的原因，因为我们看不到光。所以天总是黑的。同时，引力也非常大，它可以捕获靠近它的一切，例如气体、恒星等。一个巨大的黑洞经常出现在星系的中心，今天许多人认为它们研究人员在星系形成中发挥重要作用。理论上的考虑表明，我们的银河系中有 1 亿到 10 亿个黑洞，但直到 2017 年初，只发现了大约 60 个。
2008 年，我们银河系的中心可能存在一个名为人马座 A*的大黑洞。根据欧洲南方天文台的计算，黑洞的质量应该约为 是我们太阳的 4,000,000 倍。一个黑洞周围有一个非常明亮的气体盘，称为类星体，一种古老的星系形式。这会发出强烈的无线电波、光和 X 射线辐射，这使它成为一个非常明亮的物体。
2020年，欧洲南方天文台的天文学家认为，距离地球最近的黑洞（HR 6819的一部分）很可能是双筒望远镜的一部分，这意味着它距离太阳系地球只有1000光年。
黑洞种类繁多，大小不一，性质也各不相同。这也意味着黑洞可以以不同的方式形成。并不是所有的方法都得到同样好的控制，但是，一些黑洞是在大恒星死亡时产生的。
原则上，黑洞没有范围，因为这里的一切都聚集在一个点上。但是黑洞的大小/质量可以用它的事件视界来表示，这是事件可以逃离黑洞的极限。因此，黑洞的特点是极大的质量被压缩到非常小的空间（或没有空间）。如果地球被压缩到像黑洞一样的密度，它就会像小坚果或方糖一样填满。迄今为止观测到的最大黑洞的质量约为太阳的 120 亿倍，[10]这意味着它们的视界可达千分之一光年。
在黑洞的事件视界内，时空向内下降的速度比“光”快——或者更确切地说，是真空中的光速。
有不同性质和大小的黑洞。它们也可以以许多不同的方式形成。然而，并非所有研究人员都同样精通。但是一些黑洞是在大质量恒星死亡时形成的。当重量超过太阳 8 倍的恒星死亡时，恒星内部变成黑洞。几乎所有星系的中心都有大量的大质量黑洞——银河系中也有。在银河系中，有某种东西以许多不同的波发送能量。据信，能量来自气体，气体正在进入黑洞到达人马座 A。人们还发现，银河系中有某种东西控制着恒星的运动。对黑洞的解释是，它的重量是太阳的数百万倍，但占据的空间却小得多。
黑洞分为三组：
黑洞有原子那么大，质量相当于一座大山。这些也被称为原始黑洞（primordial black holes）。
质量如恒星的黑洞。
质量相当于数十亿颗恒星的黑洞被称为大质量黑洞( MBH )。它们被认为处于活动星系和普通星系的中心。
预计在大爆炸后不久的早期宇宙中被创造出来。[12]
第一类是 Ib、Ic II、IIL、IIP 或 IIn 型超新星爆炸中一颗大恒星剧烈死亡或两颗中子星或两颗白矮星碰撞的“最终结果”。这会使恒星的内部坍缩到引力压倒一切的地步，包括压缩物质施加的向外压力。黑洞是由所有中子聚集在一个地方并产生如此巨大的压力以致于形成一个无法穿透的黑洞而形成的。
第二类是在古老的星系中发现的，那里有许多大恒星有时间“过他们的生活”并最终变成黑洞：这些黑洞后来坍缩成更大的黑洞。
黑洞不一定是恒星物质的“终点站”。1973年，斯蒂芬·霍金利用维尔纳·海森堡所谓的海森堡不确定性关系建立了质量可以“逃离”黑洞的理论。根据该理论，这种效应对小黑洞比对大黑洞更为强烈，因此如果该理论成立，黑洞将“蒸发”，一开始很慢，但后来越来越快。比照。理论上，黑洞因此会发出一种叫做霍金辐射的辐射。
2014 年 1 月，史蒂芬·霍金发表了一篇文章《黑洞的信息保存和天气预报》[13]，其中霍金认为黑洞的传统定义，即具有明确边界且没有任何东西逃脱的地方，可能不是一个正确描述现象，因为定义与量子物理学相矛盾。根据霍金的理论，黑洞的极限不是确定的，而是明显的，这使得原则上任何东西都可以从黑洞中出来成为可能，包括信息。[14] [15]霍金的文章还没有经过同行评审，这就是为什么这篇文章（还）没有被其他物理学家系统地评估过的原因。
2021 年 7 月，阿尔伯特·斯内彭 ( Albert Sneppen)发表了（在《科学报告》等杂志中）关于光如何在黑洞周围发生偏转和捕获并因此充当宇宙镜子的数学公式。几十年来，光在黑洞附近如何偏转的问题一直是科学家们的未解之谜。Sneppen 的公式立即引起了国际关注。