Чёрные дыры возникают, когда массивные звёзды коллапсируют в конце своей жизни. Гравитация преодолевает все другие силы — ядро сжимается настолько сильно, что образует сингулярность: точку, в которой плотность и кривизна пространства становятся бесконечными, а известные законы физики перестают действовать.
Вокруг сингулярности находится горизонт событий — не физическая поверхность, а геометрическая граница. Тот, кто пересекает её, навсегда покидает наблюдаемый мир. Вторая космическая скорость там превышает скорость света, а поскольку ничто не может двигаться быстрее света, обратного пути нет — ни для материи, ни для информации, ни даже для самого света.
В экстремальной гравитации вблизи горизонта время течёт заметно медленнее. Наблюдатель, приближающийся к чёрной дыре, увидел бы, как внешний мир погружается в толщу миллионов лет, в то время как сам он почти не стареет. Вращающиеся чёрные дыры увлекают пространство-время за собой, словно водоворот: в эргосфере ни один объект не может оставаться неподвижным — даже свет увлекается вращением.
Сами чёрные дыры невидимы — но их воздействие делает их заметными. Окружающий газ разогревается трением до миллионов градусов и светится в виде аккреционного диска. Их гравитационное поле искривляет свет далёких звёзд, заставляя их казаться в тех местах, где их на самом деле нет. Первое прямое изображение чёрной дыры было получено телескопом Event Horizon Telescope в 2019 году.