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你在地面上跳起來會落下，這是因為引力，火箭「跳」起來不落下是超過或達到了臨界的速度，這個速度我們稱之為逃逸速度，也叫第二宇宙速度。而光速是極限速度，如果在一個天體的表面經過都會被引力「拽下去」，那麼這個天體就是黑洞。
圖：黑洞與光
引力是維繫宇宙的四種基本物理力之一(還有電磁力、弱核力和強核力)，我們生活在地球的引力之中，時時刻刻都在體驗它。從更大的尺度看，引力是宇宙中一切可見結構的「搭建工」，太陽系，銀河系和整個宇宙都離不開引力，而黑洞把引力利用到了極致！
圖：愛因斯坦的履歷
1916年，在《廣義相對論》發布不到一年，德國物理學家史瓦西就基於此構建出黑洞的數學公式。1958年，美國物理學家大衛·芬克爾斯坦描繪出了黑洞的構想圖：太空中一個黑色的區域，在這個這裡，引力非常大，大到任何物質包括光子都無法從這個區域中逃逸出來。
廣義相對論的愛因斯坦場方程：
圖：Rμν裡奇曲率張量,R是標量曲率,gμν度規張量,G是牛頓引力常數,Tμν應力能張量。張量描述了時空中物體的幾何形狀。
史瓦西構建的黑洞——史瓦西黑洞（不旋轉、不帶電荷）
圖：Rs是史瓦西半徑，G是萬有引力常數，M是質量，c是光速
據目前所知離我們最近的黑洞是HR 6819三星系統，距離我們1000光年。天文學家根據其他兩顆恆星所受引力大小模擬出了黑洞的位置和軌跡（紅色軌跡）
圖：什麼？你看不見它？你當然看不見它，因為它是黑洞。
黑洞大多數由恆星演化而來，能否成為黑洞則取決於恆星的質量。我們的太陽是顆黃矮星，還不足以形成黑洞。大約50億年左右，太陽會耗盡「氫燃料」，緩慢地膨脹成紅巨星，它會吞沒周圍的行星，甚至是地球，然後引力繼續將它坍縮成暗淡的白矮星，最終「溶解」成星雲。
圖：恆星的演化
如果恆星的質量達到30倍太陽質量，上述還不是它的宿命，黑洞才是它的歸宿。與太陽一樣，恆星會更快得耗盡氫，核聚變產生氦，氦還會繼續聚變，氦的產物也會繼續聚變。一次次的廢料成為下一階段的原材料，再成為廢料，再進行聚變，直到聚變再也無法產生足夠的能量來抵抗引力。於是恆星的核心向內坍塌，產生超新星爆炸。
圖：超新星爆炸
爆炸會衝散核心外層的物質，如果它剩下的質量大於3倍太陽的質量，引力會再次使它坍縮，最終形成一個密度無限大的點，我們叫它奇點，這就是黑洞。
圖：《星際穿越》中黑洞
任何有質量的物體，包括光，在黑洞附近運動時都會被拉向黑洞，如果進入黑洞的黑色區域，將無法逃離，無論任何物質，任何速度，這個區域被稱為視界，視覺的界限。
黑洞的利用
70年代，霍金通過量子力學推論出黑洞並非只進不出，它會向外釋放物質，我們稱之為霍金輻射。20世紀，大量物理學家提出了各種各樣收集霍金輻射的可行性方案，例如：將超強的弦放入輻射場中，還有說拿「桶」接的，當然這不是一般的桶。
圖：黑洞與霍金輻射
這些想法都純粹是理論上的，因為受制於材料的局限性。隨著時間的推移，我們也許能夠開發出既能經受住黑洞的引力，又能經受住霍金輻射的極度高溫的工具。
除了利用「天然」黑洞的能量，我們或許還能在未來的某一天創造出微型黑洞作為能源，當然這一切都是霍金說的：
可能會有更小的迷你黑洞。如果宇宙是混沌的、不規則的，它們可能形成於非常早期的宇宙。一個質量相當於一座山的黑洞，會釋放出x射線和伽瑪射線，其速度約為1000萬兆瓦，足以供應全世界的電力。然而，駕馭一個迷你黑洞並不容易。你不能把它放在發電站裡，因為它會從地板上掉下去，最後落到地球的中心。唯一的辦法，就是讓黑洞繞著地球轉。
——史蒂芬·霍金
圖：愛因斯坦-羅森橋又稱蟲洞
除此之外，黑洞或許還可以幫助我們穿越遙遠距離。在蟲洞的理論中描述了時空中的兩點雖然相隔許多光年，但可以通過"黑洞與白洞」連接起來。蟲洞是愛因斯坦場方程的解，符合廣義相對論，在理論上是可行性的。
圖：恆星接近黑洞後被撕碎
雖然我們找到了黑洞存在的實際證據，並且拍攝到了它的吸積盤，但要用目前的技術證明蟲洞的存在是完全不可能的。要想證明唯一的辦法是駕駛一艘飛船中穿越它，難點在於這艘飛船在進入黑洞之後可能會被解體或是直接被撕碎。即使蟲洞真的存在，無論這艘飛船是探測器還是載人飛船，黑洞幾百光年或是上千光年的距離都不是目前人類敢想的。
圖：黑洞吞噬
最後
這一切只能留給我們的後代來考慮，我們現在能做的就是為他們鋪好路，增加人類對黑洞和宇宙運行的基本了解。也許有一天，人類最終會解開宇宙的一切答案，穿梭於星系之間。