Un buco nero è una regione dello spaziotempo con forze gravitazionali estremamente forti, dalla quale nulla, nemmeno la luce, può sfuggire. La teoria della relatività generale prevede che una massa sufficientemente compatta possa deformare lo spaziotempo fino a formare un buco nero. Il confine di questa regione è chiamato orizzonte degli eventi. Qualunque cosa, inclusa la luce, che passa attraverso l’orizzonte degli eventi rimane intrappolata nel buco nero e non può scappare.

I buchi neri si formano dal collasso gravitazionale di stelle massicce o altri oggetti. Quando una stella muore, può collassare sotto la sua stessa gravità, creando un buco nero se è sufficientemente massiccia. I resti della stella, come i suoi elettroni, protoni e neutroni, sono schiacciati in uno spazio minuscolo, formando una singolarità. Il campo gravitazionale attorno alla singolarità è così forte che nulla può sfuggire.

I buchi neri sono classificati in diversi tipi in base alle loro proprietà, come massa, carica e rotazione. I buchi neri stellari si formano dal collasso di stelle massicce. I buchi neri supermassicci, che sono molto più massicci dei buchi neri stellari, si trovano al centro della maggior parte delle galassie. Si teorizza che i buchi neri primordiali si siano formati nell'universo primordiale.

Lo studio dei buchi neri è stato un'importante area di ricerca nella fisica teorica e nell'astrofisica. I buchi neri offrono un’opportunità unica per verificare le previsioni della relatività generale e per comprendere la natura della gravità. Sono stati anche oggetto di molte speculazioni e della cultura popolare, spesso raffigurati come oggetti misteriosi e pericolosi.