Een zwart gat is een gebied in de ruimtetijd waar de zwaartekracht zo sterk is dat niets eraan kan ontsnappen, zelfs geen licht. De grens wordt de waarnemingshorizon genoemd. Steek je die over, dan is er geen weg terug. De term werd in de jaren 60 bedacht, maar het idee gaat terug tot de 18e eeuw, toen John Michell en Pierre-Simon Laplace onafhankelijk van elkaar objecten opperden die zo massief waren dat licht er niet aan kon ontsnappen.

Zwarte gaten ontstaan ​​wanneer massieve sterren aan het einde van hun leven instorten. De kern implodeert en als deze zwaar genoeg is, kan geen enkele bekende kracht de ineenstorting stoppen. Het resultaat is een singulariteit, een punt met een oneindige dichtheid, omgeven door een waarnemingshorizon. Zwarte gaten met een stellaire massa hebben een massa die enkele malen groter is dan die van de zon. Supermassieve zwarte gaten, met een massa van miljoenen tot miljarden zonnemassa's, bevinden zich in de centra van de meeste sterrenstelsels, waaronder die van ons.

Ze zijn niet volledig zwart. Materie die erin valt, vormt een accretieschijf die helder straalt. In 2019 legde de Event Horizon Telescope de eerste afbeelding vast van de schaduw van een zwart gat in het sterrenstelsel M87. In 2015 detecteerde LIGO zwaartekrachtgolven van twee samensmeltende zwarte gaten, waarmee een voorspelling van de algemene relativiteitstheorie van een eeuw oud werd bevestigd.