Czarne dziury stanowią fragmenty skoncentrowanej materii, charakteryzujące się bardzo silnym polem grawitacyjnym. Na skutek działania tego pola następuje takie zakrzywienie czasoprzestrzeni, że cokolwiek, co dostanie się w obręb czarnej dziury nie może się już z niego wydostać. Dotyczy to również promieniowania. Warto zastanowić się skąd wynika taka własność czarnych dziur. Takie efekty daje ściśniecie niewielkiej ilości materii do bardzo dużej gęstości. Istnieje jeszcze druga sytuacja przynosząca takie skutki. Gdy dojdzie do dużego skoncentrowania materii o małej masie.
Po raz pierwszy istnienie czarnych dziur było postulowane już w roku 1783 przez Hojna Mitchella. Jednak teoria ta nie wywarła większego wrażenia na naukowym światku i szybko o niej zapomniano. Po raz drugi zainteresowano się czarnymi dziurami już w oparciu o ogólną teorię względności Alberta Einsteina.
Od tej pory naukowcy zaczęli się zastanawiać nad modelem powstawania takich obiektów. Na gruncie teorii Einsteina inny naukowiec, Schwarzschild opisał językiem matematycznym geometrię czasoprzestrzeni wokół masy o kształcie sfery. Okazało się, że każda masa posiada tzw. promień krytyczny. Gdyby spróbować ścisnąć daną masę wokół tego promienia to doszłoby do takiej deformacji czasoprzestrzeni , że zamknęłaby się ona wokół tego utworzonego obiektu. Obiekt zostałby po prostu odizolowany od Wszechświata. Zacząłby istnieć sam dla siebie jako odrębny wszechświat. Taki krytyczny promień został nazwany promieniem Schwarzschilda, od nazwiska odkrywcy.
Obliczenia tego naukowca wykazały, że dla Ziemi taki promień krytyczny wynosi 8.8 mm, a dla Słońca 2.9 kilometra. Praktycznie oznacza to, że gdyby była możliwość ściśnięcia masy Słońca w kulce o promieniu 2.9 kilometra to zostałoby ono odcięte od Wszechświata. Stałoby się czarną dziurą.
Co ciekawe elementy materii mogą ciągle do takiej czarnej dziury wpadać. Niestety drogi odwrotu nie ma i zostają w niej na stałe uwięzione. Przypuszcza się , że może być w nich uwięziona część materii międzygwiazdowej normalnie biorącej udział w łańcuchu przemian.
Przez wiele lat naukowcy sądzili, że są to tylko rozważania czysto teoretyczne. Nie wydawało się bowiem możliwe, aby duża masa mogła ulec tak ogromnej koncentracji, aby stać się czarną dziurą. Nadzieję na znalezienie takich obiektów rozbudziło odkrycie gwiazd neutronowych. Miało to miejsce w połowie lat 60 - tych. Gwiazdy neutronowe to takie obiekty, których masa jest bardzo zbliżona do masy Słońca, a ich promień ni przekracza dziesięciu kilometrów. Widać więc jak ogromną muszą mieć gęstość. Widać też jak niewiele dzieli je od czarnych dziur. Na podstawie rozważań teoretycznych naukowcy wyodrębnili trzy własności czarnych dziur. Są to: ładunek, masa oraz moment pędu. Dla każdej z tych własności powstało rozwiązanie równań Einsteina. W rzeczywistości czarne dziury prawdopodobnie nie posiadają ładunku i rotują.
Największe czarne dziury znajdują się w centrach najaktywniejszych galaktyk. Szacuje się, że mogą mieć masy nawet miliard razy większe od masy Słońca, przy czym zajmują obszary nie większe od Układu Słonecznego. Przestrzeń w otoczeniu czarnych dziur emituje silne promieniowanie rentgenowskie.
Co do ewentualnych sposobów powstawania czarnych dziur to współczesne teorie na ten temat mówią o formowaniu się tych obiektów w agonalnej fazie gwiazd najbardziej masywnych.
Tak naprawdę jednak do końca ni wiadomo co jest prawdą i nie są do końca poznane własności czarnych dziur.
