黑洞是由質量足夠大的恆星在核融合反應的燃料耗盡後，發生重力塌縮而形成
黑洞的質量是如此之大，它產生的重力場是如此之強，以致於大量可測物質和輻射都無法逃逸，就連傳播速度極快的光子也逃逸不出來。由於類似熱力學上完全不反射光線的黑體，故名黑洞
在黑洞的周圍，是一個無法偵測的事件視界，標誌著無法返回的臨界點[2]，而在黑洞中心有一個密度趨近於無限的奇異點。
當星體發生超新星爆炸時，中子之間強烈的互相排斥力量無法抵擋外界推擠力量，將中子星擠壓成更高密度狀態，同時在沒有其他力量足以抵擋如此強大壓力的情況下，整個星球會不斷地縮小，最終形成「黑洞」。[3]直至目前為止，所發現質量最小的黑洞大約有3.8倍太陽質量。
黑洞無法直接觀測，但可以藉由間接方式得知其存在與質量，並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前的因高熱而放出紫外線和X射線的「邊緣訊息」，可以獲取黑洞的存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行黑洞軌跡，來取得位置以及質量。
黑洞是天文物理史上，最引人注目的題材之一，在科幻小說、電影甚至報章媒體經常可見將黑洞作為素材。迄今，黑洞的存在已被天文學界和物理學界的絕大多數研究者所認同，天文界並不時提出於宇宙中觀測到已存在的黑洞。
根據霍金2014/1/26的論據：愛因斯坦的重力方程式的兩種奇點的解，分別是黑洞跟白洞。不過理論上黑洞應該是一種「有進沒出」的天體，而白洞則只能出而不能進。然而黑洞卻有粒子的幅射，所以黑洞不再適合被稱為黑洞，改名為「灰洞」[8]，先前認為黑洞可以毀滅資訊情報的看法，是他「最大的失誤」。
研究歷史
歷史上，第一個意識到一個緻密天體密度可以大到連光都無法逃逸的人是英國地理學家約翰·米歇爾（John Michell）。他在1783年寫給亨利·卡文迪什一封信中提出這個想法的，他認為一個和太陽同等質量的天體，如果半徑只有3公里，那麼這個天體是不可見的，因為光無法逃離天體表面。 1796年，法國物理學家拉普拉斯曾預言：「一個質量如250個太陽，而直徑為地球的發光恆星，由於其重力的作用，將不允許任何光線離開它。由於這個原因，宇宙中最大的發光天體，卻不會被我們看見」。[9]拉普拉斯依據牛頓萬有重力定律求得黑洞半徑。拉普拉斯描述的這種天體，是表面的逃逸速度大於光速的天體。任何運動物體如果小於此速度，最多只能繞星體旋轉而不能到遠方去，如果表面逃逸速度大於光速，那麼光線就不能傳到遠方去，遠方得不到它的光線，它就成了完全黑暗的天體。儘管「黑洞」（black hole）一詞是在1968年由美國天體物理學家約翰·惠勒提出來，但拉普拉斯描述的正是黑洞這種天體。
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