根據廣義相對論，引力場會彎曲時空。當恒星較大時，其引力場對時空的影響很小，恒星表面某壹點發出的光可以直線向任意方向發射。恒星的半徑越小，對周圍時空的彎曲作用越大，在某些角度發出的光會沿著彎曲的空間回到恒星表面。
當恒星的半徑小到壹個特定值(天文學上稱之為“史瓦西半徑”)時，甚至連垂直面發出的光都被捕捉到了。這時，恒星變成了黑洞。說它“黑”，就是說它像宇宙中的無底洞。任何物質壹旦掉進去，似乎都逃不掉。其實黑洞真的是“看不見”的，這個我們後面會講到。
那麽，黑洞是如何形成的呢？事實上，和白矮星、中子星壹樣，黑洞很可能是由恒星演化而來的。
我們已經詳細介紹了白矮星和中子星的形成過程。當恒星老化時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫)，中心產生的能量也快用完了。這樣，它就不再有足夠的強度來承受外殼的巨大重量。因此，在外殼的沈重壓力下，核心開始坍塌，直到最後形成壹個小而致密的恒星，它能夠再次平衡壓力。
質量較小的恒星主要演化成白矮星，質量較大的恒星可能形成中子星。根據科學家的計算，中子星的總質量不可能大於太陽質量的三倍。如果超過這個值，就沒有與自身引力抗衡的力，就會導致另壹次大坍縮。
這壹次，根據科學家的猜測，物質將無情地向中心點行進，直到成為壹個體積為零、密度無窮大的“點”。而壹旦它的半徑收縮到壹定程度(史瓦西半徑)，就像我們上面提到的，巨大的引力使得連光都射不出去，從而切斷了恒星與外界的壹切聯系——壹個“黑洞”誕生了。
與其他天體相比，黑洞太特殊了。比如黑洞具有不可見性，人們無法直接觀察到，甚至科學家也只能對其內部結構做出各種猜測。那麽，黑洞是如何隱藏自己的呢？答案是——彎曲空間。眾所周知，光是直線傳播的。這是壹個基本常識。但是根據廣義相對論，空間在引力場的作用下會發生彎曲。此時，雖然光仍然沿著任意兩點間最短的距離傳播，但不是直線，而是曲線。形象地說，似乎光本來應該是直線前進的，但是強大的引力把它拉離了原來的方向。
在地球上，因為引力場很小，所以這種彎曲很小。在黑洞周圍，這種空間變形非常大。這樣，即使恒星發出的光被黑洞遮擋，雖然壹部分會落入黑洞消失，但另壹部分光會在彎曲的空間中繞過黑洞到達地球。所以我們很容易觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在壹樣。這就是黑洞的隱形性。
更有趣的是，壹些恒星不僅直接向地球發送光能，還會向其他方向發送光線，這些光線可能會被附近黑洞的強大引力折射而到達地球。這樣，我們不僅能看到這顆星星的“臉”，還能看到它的側面，甚至它的背面！
“黑洞”無疑是本世紀最具挑戰性和最令人興奮的天文理論之壹。許多科學家都在努力揭開它的神秘面紗，新的理論不斷提出。但是，這些當代天體物理學的最新成果，在這裏不是三言兩語就能說清楚的。感興趣的朋友可以參考特別的作品。
黑洞
黑洞是壹個引力很強的地方，任何東西都無法從中逃脫，即使是光。黑洞可以從大質量恒星的“死亡”中產生。當大質量恒星耗盡核燃料並達到最終演化狀態時，恒星會變得不穩定，並在引力的作用下坍縮，死星的重量會被猛烈地向四面八方向內擠壓。當引力大到沒有其他斥力對抗時，恒星就會被壓成壹個孤立的點，稱為“奇點”。
關於黑洞結構的細節可以通過愛因斯坦的廣義相對論計算出來，廣義相對論解釋了引力使空間彎曲，時鐘變慢。奇點是黑洞的中心，周圍有很強的引力。通常，黑洞的表面被稱為視界，或事件視界，或“靜態球形黑洞的史瓦西半徑”。它是那些時空事件之間的界限，這些時空事件可以與遙遠的事件進行通信，而那些時空事件因為信號被強引力場捕獲而無法傳輸。在事件視界之下，逃逸速度大於光速。這是壹種尚未被人類觀測和證實的天體現象，但已經被霍金等壹些理論天文學家在數學模型中很好地研究過。
2004年7月21日，在愛爾蘭都柏林舉行的第17屆廣義相對論和引力國際會議(GR17會議)上，《時間簡史》作者、英國劍橋大學傳奇理論物理學家斯蒂芬·霍金向聚集在世界各地的科學家和記者宣布，他解決了物理學中的壹個重要問題:黑洞是否毀滅。
在會議上，霍金就他的最新發現發表了演講。他宣布推翻了自己幾年前建立的著名黑洞理論，並重新探討了信息守恒的問題。
霍金在演講中說:“這個困擾了我30年的問題終於解決了，這太棒了。”他的相關論文將於近期發表，其中他將進壹步解釋他的新理論。
黑洞不打破因果律，不再能幫助我們通向其他宇宙。
斯蒂芬·霍金的演講在整個物理學界引起軒然大波。加拿大滑鐵盧大學物理系系主任羅伯特·曼博士與其他800名出席會議的物理學家壹起聆聽了霍金的演講。
“聽了他的演講，幾乎沒有人能理解他說的話。大概只有霍金自己才懂這些東西。”羅伯特·曼評論了這個天才的演講。讓人聯想到“世界上只有三個人懂相對論”的情況。
羅伯特·曼試圖用生動而簡單的語言解釋霍金理論的不同之處。
“四十年前，人們開始認真思考黑洞。他們認為局外人(黑洞外的觀察者)能從黑洞獲得的唯壹信息是質量、電荷和角動量。這意味著，如果妳用任何物質制造壹個黑洞，比如壓碎的啤酒瓶、壓扁的星星或其他東西，外人無法分辨黑洞內部是什麽。”
“霍金30年前的理論認為，從量子力學的角度來看，黑洞是可以輻射的(也就是著名的霍金輻射)。由於量子效應，啤酒黑洞物質和恒星黑洞物質都開始輻射，開始蒸騰溢出。問題在於，霍金最初的計算表明，蒸騰作用完全是壹種熱效應，也就是說，它不應該包含任何信息——也就是說，啤酒黑洞物質和恒星黑洞物質的輻射沒有區別。所以，當黑洞變得越來越小，最後蒸發到壹無所有的時候，就意味著所有的信息都已經丟失了。此外，在變更結束時，不可能恢復這些信息。”
這個理論從誕生之日起就陷入了困境:它與許多科學家堅持的“信息守恒定律”相矛盾。這曾被稱為“黑洞悖論”。
就像19世紀的科學家總結出能量守恒定律壹樣，20世紀的很多科學家提出了信息守恒理論——如果這個說法是真的，那麽信息守恒定律無疑將成為科學界最重要的定律，或許比物質和能量守恒定律更加深刻。霍金的黑洞理論引起了關於“信息”是否在黑洞中的激烈爭論。