黑洞是愛因斯坦廣義相對論預測出的一種天體，根據廣義相對論，凡是存在質量的物體，就會對所在的時空產生影響，使周圍的時空產生不同程度的彎曲，從而這個物體之外的其它物體，就會沿著彎曲的空間進行運動，因此廣義相對論從另外一個角度，很好地詮釋了萬有引力產生的原因，對於人們深入認識宇宙運行和演化規律提供了重要理論支撐。
通過廣義相對論，可以推測出，當物體質量非常大時，就會地周圍的時空產生最大程度的彎曲，以至於光線都被束縛住，從而我們無法通過儀器直接觀測到從黑洞中發出的任何信息。有的朋友不禁心生疑問，光線既然可以達到最高速度，表明其沒有質量，那麼根據萬有引力定律，沒有質量的物體不可能會受到引力作用，那麼為何還會被黑洞吸住呢？
在這裡我們首先要澄清一下這個光線有無質量的問題。在物理學中，質量表達的是物體所含物質的多少，其數值並不會因為物體的狀態、形狀和位置而發生改變，是物體的基本物理屬性之一。愛因斯坦在提出狹義相對論時，將物體的質量看作了一個相對的概念，即物體的質量會隨著運動速度的改變而發生變化，直至物體達到最高的速度－光速，其質量就會變得無窮大，因此對於有質量的物體來說，其運動速度永遠無法突破光速，因為沒有超過無窮大的能量來提供動力來源。那麼，在狹義相對論中所提到的物體的質量，與傳統物理學中的質量的概念就有一個區別，那就是相對性。
在狹義相對論中，運動物體的質量與初始質量之間的關係式為：m=m』/sqrt(1-v^2/c^2)，這就是著名的質速方程，通過這個方程，並運用動能定理和定量定理以及微積分變換，可以推導出物體所含有的能量E=m*c^2-m』*c^2，於是得出了另一個著名的定理－質能方程，它所表達的意義是在不同的慣性參照系內，物體所具有的能量與它本身質量之間的關係，在這裡m和m』分別是不同慣性參照系的物體質量，也就是說是物體的運動質量和初始質量（靜止質量），在不同慣性參照系下物體的這兩個相對質量發生變化，從而對應著物體能量的變化，因此物體的質量和能量是一種對應的關係，而絕非簡單的轉換關係，它們是一個統一的整體。
對於光線來說，其是由光子所組成，光子一經產生就具有最高的運動速度，沒有加速過程，因此它沒有相對論中所說的靜止質量，但是在真空中卻有著恆定的運動質量。那麼按照萬有引力定律，另外一個有質量的物體和光線之間，勢必也會存在著引力作用，這與它們的運動速度無關，但與它們的運動質量乘積成正比，只不過具體到一般的物體來說，由於單個的光子運動質量非常小，對於光子的引力表現得不甚明顯而已，但是對於質量較大的宇宙天體，比如恆星、中子星以及黑洞來說，這個引力就顯得比較可觀了。
在大質量天體對光線的引力作用下，光線就會沿著彎曲的時空進行運動，科學家們在觀測地外天體時，經常會用到引力透鏡的方法，即被大質量天體遮掩下，從觀測者和這個大質量天體連線以後星體發出的光線，在通過該大質量天體時就會發生彎曲，從而繞過這個天體最後到達地球，我們就會通過儀器觀測到由偏折光線所形成的目標天體的像，因此引力透鏡法被稱為我們觀測宇宙的「放大鏡」，這種效應其實也是愛因斯坦廣義相對論所預測的一種現象，這種現象既是質量引發時空彎曲的有力證據，同時也是光線具有運動質量的生動體現。
而黑洞作為一種非常特殊的天體，它是在質量非常巨大的恆星在生命末期，經過超新星爆發之後，剩餘的核心繼續發生著無限的坍縮作用所形成的，最終形成了一個坍縮到體積無限小、質量無限大、引力非常高的奇點，在其巨大引力作用下，形成了極高的空間曲率，在此曲率之下光線雖然也在進行傳播，不過卻是沿著無限彎曲的測地線行進的，在光線本身看來一直在直線運動，而實際上卻是圍繞著黑洞的中心在繞行，始終無法突破黑洞的束縛，這個光在黑洞以內所能達到的最遠距離，被稱為黑洞的事件視界，對於事件視界以內的任何信息，我們都無法通過任何的手段加以獲取。
因此，無論是從黑洞內部發生的光，還是從外界射入黑洞的光，都會在黑洞極強的引力作用造成時空彎曲的影響下，沿著非常大的曲率在進行著測地線運行。而沒有進入到黑洞事件視界以內的光線，則有一定的機率在較小的時空彎曲下發生偏振到達地球，從而使得宇宙空間中的這片「虛無之地」被我們間接地觀測到。
因此，我們通過狹義相對論中關於質能方程的理解、廣義相對論中關於時空彎曲的理解，都能充分說明光線具有運動質量的事實。也正是光線具有運動質量，才讓我們通過間接的方法證實了黑洞的存在。