หลุมดำเป็นจุดในอวกาศที่มีแรงโน้มถ่วงดึงมากจนไม่มีแสงสามารถหนีออกมาได้ "จุดไม่ย้อนกลับ" รอบ ๆ หลุมดำเรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ หลุมดำก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่า 20 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ยุบตัวลงหรือเมื่อแกนกลางทั้งหมดของกาแลคซียุบตัว หลุมดำกาแล็กซี่ยุบปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลซึ่งสามารถสังเกตได้จากหลายพันล้านปีแสง พลังงานนี้มาจากการเสียดสีของสสารที่อยู่ติดกันกับตัวเอง - ไม่มีรังสีใดที่สามารถสร้างขึ้นจากหลุมดำได้
หลุมดำเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่น่าสนใจที่สุดในจักรวาล พวกเขาได้จับภาพจินตนาการของสาธารณชนและการศึกษาโดยนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงหลายคนรวมถึง Albert Einstein และ Stephen Hawking หลุมดำนั้นน่าสนใจจากมุมมองของนักฟิสิกส์เพราะสามารถจำแนกได้อย่างละเอียดโดยมีค่าเพียงสามค่า: มวลการหมุนและประจุ ทฤษฎีที่แตกต่างกันเล็กน้อยใช้เพื่ออธิบายพฤติกรรมของหลุมดำที่หมุนและไม่หมุนประจุและเป็นกลาง
ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาหลุมดำไม่ใช่การหมุนหรือประจุไฟฟ้า แต่เป็นมวลของมัน หลุมดำที่รู้จักกันจัดกลุ่มรอบสองระดับมวล: หลุมดำมวลดาวฤกษ์ตั้งแต่ 1.5 ถึง 14 เท่าของมวลดวงอาทิตย์และหลุมดำมวลมหาศาลที่มีมวลดวงอาทิตย์นับล้านหรือหลายพันล้านดวง หลุมดำของดาวฤกษ์ถูกสร้างขึ้นทุกครั้งที่ดาวฤกษ์ที่มีมวลดวงอาทิตย์มากกว่า 20 ดวงลดจำนวนเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทั้งหมดและยุบตัวลง
หลุมดำมวลมหาศาลน่าจะก่อตัวเมื่อหลายพันล้านปีก่อนในช่วงต้นของประวัติศาสตร์จักรวาลและยังคงอยู่ในทุกวันนี้ ปัจจุบันมีความคิดว่ากาแลคซีทุกแห่งมีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ตรงกลางและอย่างน้อย 30 คนก็สงสัยว่าจะถูกสำรวจ นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่า Sagittarius A * ซึ่งเป็นพื้นที่ขนาดระบบสุริยะที่มีมวลดวงอาทิตย์มากถึง 2.6 ล้านดวงเป็นหลุมดำมวลมหาศาลของทางช้างเผือก
มีหลุมดำเพิ่มเติมสองประเภทซึ่งอาจมีอยู่ อย่างแรกคือหลุมดำระดับกลางที่มีมวลอยู่ระหว่าง 14 เท่าของมวลดวงอาทิตย์กับอีกนับล้าน แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่ส่องสว่างมาก, แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่ยั่งยืนในกาแลคซีอื่น ๆ อาจเป็นหลุมดำมวลปานกลางที่อยู่ในกระบวนการของสสาร ถ้าสิ่งเหล่านี้เป็นหลุมดำมวลปานกลางจริงๆพวกมันมีมวลอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับมวลดวงอาทิตย์เป็นแสน นักดาราศาสตร์บางคนสังเกตเห็นวัตถุใกล้ใจกลางกาแลคซีของเราซึ่งคิดว่าเป็นหลุมดำมวลกลางที่มีมวลสุริยะ 1,300 ดวง
หลุมดำที่ไม่ได้รับการยืนยันประเภทที่สองจะเป็นหลุมดำขนาดเล็กซึ่งอาจถูกสร้างขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาคหรือโดย Big Bang ยังไม่มีใครสังเกตเห็นแม้ว่านักดาราศาสตร์ฟิสิกส์บางคนสงสัยว่าพวกมันมีอยู่และกำลังออกแบบกล้องโทรทรรศน์เพื่อค้นหาพวกมัน
