ブラックホールとは、重力が非常に強く、光さえも脱出できない時空の領域のことである。その境界は事象の地平線と呼ばれ、一度越えると二度と戻ることはできない。この用語は1960年代に造語されたが、その概念自体は18世紀にまで遡る。当時、ジョン・ミッチェルとピエール＝シモン・ラプラスは、それぞれ独立に、光さえも脱出できないほど巨大な天体の存在を提唱した。

ブラックホールは、大質量星が一生の終わりに崩壊する際に形成されます。中心核が内破し、その質量が十分に大きければ、既知の力では崩壊を止めることはできません。その結果、事象の地平線に囲まれた、無限の密度を持つ特異点が生まれます。恒星質量ブラックホールは、太陽の数倍の質量を持ちます。数百万から数十億太陽質量にも及ぶ超大質量ブラックホールは、私たちの銀河を含むほとんどの銀河の中心に存在しています。

ブラックホールは完全に真っ黒というわけではありません。落下する物質は降着円盤を形成し、そこから明るく放射されます。2019年には、イベントホライズンテレスコープが銀河M87におけるブラックホールの影を初めて捉えました。2015年には、LIGOが2つのブラックホールの合体から発生した重力波を検出し、1世紀前の一般相対性理論の予測を裏付けました。