หลุมดำเป็นบริเวณหนึ่งของกาลอวกาศที่แรงโน้มถ่วงแรงมากจนไม่มีสิ่งใด รวมทั้งแสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆมีพลังงานมากพอที่จะหนีพ้นขอบฟ้าเหตุการณ์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่ามวลที่ อัดแน่นเพียงพอ สามารถเปลี่ยนกาลอวกาศให้กลายเป็นหลุมดำได้ ขอบเขตที่ ไม่มีการ หลบหนีเรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ แม้ว่าจะมีผลกระทบอย่างมากต่อชะตากรรมและสถานการณ์ของวัตถุที่ข้ามผ่าน แต่ก็ไม่มีลักษณะที่ตรวจจับได้ในท้องถิ่นตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในหลาย ๆ ทาง หลุมดำ ทำหน้าที่เหมือนวัตถุสีดำ ในอุดมคติ เนื่องจากไม่สะท้อนแสง ยิ่งกว่านั้นทฤษฎีสนามควอนตัมในกาลอวกาศโค้งทำนายว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ปล่อยรังสีฮอว์คิง ออกมา โดยมีสเปกตรัมเดียวกันกับวัตถุสีดำที่มีอุณหภูมิแปรผกผันกับมวลของมัน อุณหภูมินี้อยู่ในระดับหนึ่งในพันล้านของเคลวินสำหรับหลุมดำของดาวฤกษ์ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตโดยตรง วัตถุที่มีสนามโน้มถ่วง รุนแรงเกินกว่าที่แสงจะเล็ดลอดออกไป ได้ได้รับการพิจารณาครั้งแรกในศตวรรษที่ 18 โดยJohn MichellและPierre-Simon Laplace ในปี 1916 Karl Schwarzschildได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหาสมัยใหม่ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่จะระบุลักษณะของหลุมดำเป็นครั้งแรก David Finkelsteinในปี 1958 ได้เผยแพร่การตีความ "หลุมดำ" เป็นครั้งแรกในฐานะพื้นที่ของอวกาศที่ไม่มีอะไรสามารถหลบหนีได้ หลุมดำถือเป็นความอยากรู้อยากเห็นทางคณิตศาสตร์มานานแล้ว จนกระทั่งถึงทศวรรษที่ 1960 งานทางทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าเป็นการทำนายแบบทั่วไปของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป การค้นพบดาวนิวตรอนโดยJocelyn Bell Burnellในปี พ.ศ. 2510 ได้จุดประกายความสนใจในวัตถุขนาดกะทัดรัดที่ยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วง ในฐานะความเป็นจริงทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่เป็นไปได้ หลุมดำแรกที่รู้จักคือCygnus X-1ซึ่งระบุโดยนักวิจัยหลายคนโดยอิสระในปี พ.ศ. 2514