黑洞是一種存在於宇宙空間中的特殊天體，其引力極其強大，以至於連周圍時空都會發生強烈的彎曲現象。這種彎曲是廣義相對論中引力的一種表現，即物體的質量越大，造成的時空彎曲就越強。黑洞的強大引力使得在其視界內，逃逸速度超過了光速，因此任何物體一旦進入這個範圍，都無法逃脫，包括光。這就是爲什麼我們無法直接觀測到黑洞，只能通過間接的方式尋找到它，例如觀察天體圍繞一箇看不見的引力源運動，或者黑洞吞噬物質時產生的衝擊波。
黑洞通常是由恆星死亡後坍縮形成的，與白矮星和中子星一樣，都是恆星演化末期的產物。大質量恆星的核聚變最終會在鐵元素停止，因爲鐵元素在聚變時無法釋放能量，導致恆星內核發生坍縮，可能形成中子星或黑洞。如果恆星內核的質量低於3.2倍太陽質量，則會形成中子星；如果超過這個質量，中子會被壓成粉末，最終形成黑洞。
值得一提的是，不僅恆星可以形成黑洞，任何物體都有可能變成黑洞。1916年，德國天文學家卡爾·施瓦西通過計算愛因斯坦的引力場方程得到了一箇真空解，表明當一箇物體被不斷壓縮達到它的臨界半徑時，會坍縮成爲一箇黑洞。例如，如果將太陽不斷壓縮，它的史瓦西半徑只有三千米，而地球的史瓦西半徑更是隻有9毫米。