Schwarze Löcher sind Punkte im Weltraum mit einer so großen Anziehungskraft, dass nicht einmal Licht aus ihnen entweichen kann. Der „Punkt ohne Zurück“ um ein Schwarzes Loch wird als Ereignishorizont bezeichnet. Schwarze Löcher entstehen entweder, wenn ein Stern mit mehr als 20 Sonnenmassen kollabiert oder wenn der gesamte Kern einer Galaxie kollabiert. Galaxienkollabierende Schwarze Löcher setzen enorme Energiemengen frei, die aus Milliarden von Lichtjahren Entfernung beobachtet werden können. Diese Energie kommt von der Reibung einfallender Materie gegen sich selbst – keine Strahlung kann vom Schwarzen Loch selbst ausgehen.
Schwarze Löcher gehören zu den faszinierendsten astrophysikalischen Phänomenen im Universum. Sie haben die Fantasie der Öffentlichkeit und engagierte Studien vieler berühmter Physiker, darunter Albert Einstein und Stephen Hawking, angeregt. Schwarze Löcher sind aus Sicht der Physiker deshalb interessant, weil sie nur durch drei Werte erschöpfend charakterisiert werden können: ihre Masse, Rotation und Ladung. Leicht unterschiedliche Theorien werden verwendet, um das Verhalten von Schwarzen Löchern zu beschreiben, die rotieren gegenüber nicht rotieren, geladen gegenüber neutral sind.
Der größte Unterschied zwischen Schwarzen Löchern ist nicht ihre Rotation oder Ladung, sondern ihre Masse. Bekannte Schwarze Löcher gruppieren sich um zwei Massenniveaus: die stellaren Schwarzen Löcher mit 1.5 bis 14 Sonnenmassen und die supermassiven Schwarzen Löcher mit Millionen oder Milliarden Sonnenmassen. Stellare Schwarze Löcher entstehen jedes Mal, wenn ein Stern mit mehr als 20 Sonnenmassen seinen gesamten Kernbrennstoff verbraucht und kollabiert.
Supermassive Schwarze Löcher wurden wahrscheinlich vor Milliarden von Jahren, früh in der Geschichte des Universums, gebildet und bestehen noch heute. Es wird derzeit angenommen, dass jede Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum hat, und es wird vermutet, dass mindestens 30 beobachtet wurden. Die meisten Astronomen glauben, dass Sagittarius A*, ein Gebiet von der Größe eines Sonnensystems mit 2.6 Millionen Sonnenmassen, das supermassive Schwarze Loch der Milchstraße ist.
Es gibt zwei zusätzliche Kategorien von Schwarzen Löchern, die existieren können. Das erste sind mittlere Schwarze Löcher mit Massen zwischen 14 Sonnenmassen und Millionen. Ultraleuchtende Röntgenquellen, anhaltende Röntgenquellen in anderen Galaxien, sind möglicherweise Schwarze Löcher mittlerer Masse bei der Akkretion von Materie. Wenn es sich wirklich um Schwarze Löcher mittlerer Masse handelt, haben sie eine Masse in der Nähe von hunderttausend Sonnenmassen. Einige Astronomen haben auch ein Objekt in der Nähe des Zentrums unserer Galaxie beobachtet, das theoretisch ein Schwarzes Loch mittlerer Masse mit 1,300 Sonnenmassen ist.
Die zweite Art von unbestätigten Schwarzen Löchern wären Mikro-Schwarze Löcher, die entweder in Teilchenbeschleunigern oder durch den Urknall entstehen würden. Bisher wurden keine beobachtet, obwohl einige Astrophysiker vermuten, dass sie existieren und Teleskope entwickeln, um nach ihnen zu suchen