1916年,在爱因斯坦“广义相对论”刚刚提出后,德国天文学家史瓦西就得到了爱因斯坦场方程的第一个严格解,即史瓦西度规。从这个解中,我们可以得到一个推论,如果有一种力量能够把太阳压缩到一个半径不到3公里的球,那么外部的观测者就将再也无法看到阳光,这样就形成了一颗黑洞。实际上,太阳的质量还不够大,自身的引力还不够强大到把自己压缩成黑洞。但在宇宙中,特别是早期宇宙,不乏能够坍缩成黑洞的大质量恒星。
1939年,美国“原子弹之父”奥本海默及其合作者从广义相对论出发,给出了宇宙中最致密的中子星所能够承受的质量上限,约等于3.2个太阳质量。一旦演化末期的恒星内核的质量超过这一极限,就没有任何力量能够阻止它自身引力坍缩,最终会形成一颗黑洞。
后来,英国理论物理学家霍金和英国数学物理学家彭罗斯提出了“奇性定理”,论证了黑洞中的物质最终都会落向一个密度无穷大的“奇点”(Singularity)。“奇点”被“事件视界”所包围,黑洞中的任何物质都无法逃逸出。
1974年,霍金根据热力学定律和量子场论又提出了“霍金辐射”的概念,打破了过去人们认为黑洞只吸收物质和辐射的观念。黑洞也在极其缓慢释放各种辐射