Immagine artistica di un buco nero. Questi corpi celesti
sono estremamente densi, dotati di un'attrazione
gravitazionale talmente elevata da non permettere
l'allontanamento di alcunché dalla propria superficie.
I buchi neri sono tuttora oggetti enigmatici, per molti motivi, non c'é concordanza fra gli astrofisici sulla loro origine ed evoluzione. Comunque, una teoria consolidata;afferma che se una stella ha una massa 20-25 volte superiore a quella del Sole, quando esplode come supernova dopo circa 150 milioni di anni, dà luogo all'oggetto più strano e affascinante del cosmo: un buco nero.

Il nucleo della stella collassata sotto il proprio peso e niente può fermare la caduta della materia verso il centro della stella, finché l'intera massa del nucleo raggiunge un'elevatissima concentrazione. L'oggetto che si forma,il buco nero, é qualcosa di così strano e così estremo che non può essere descritto con le leggi della fisica che valgono sulla Terra. La gravità di un buco nero, infatti, é così grande da comprimere la materia che lo compone fino a una densità incredibilmente elevata. Essa si trova quindi in uno stato fisico a noi sconosciuto. La forza di attrazione gravitazionale di un buco nero é immensa: qualunque cosa  gli passi troppo vicino viene catturata e vi cade dentro, senza poterne uscire. Nemmeno un raggio di luce, che é la "cosa " più veloce che esista in natura, può sfuggire a questo oggetto: non potendo emettere radiazione, esso é completamente oscuro e non può essere visto. Spesso si pensa che un buco nero possa inghiottire tutto quello che gli sta intorno: in realtà, però, l'attrazione gravitazionale che esso esercita su un corpo dipendente dalla distanza del corpo stesso. Solo se un corpo si avvicina troppo  viene catturato da questo gigantesco imbuto spaziale.

I buchi neri sono gli unici oggetti celesti che non possono essere studiati direttamente in alcun modo,dato che non emettono radiazione di alcun tipo. Solo le nostre conoscenze di fisica e matematica ci permettono di immaginare come sono fatti. La loro esistenza, infatti, é prevista dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein.

Tuttavia, esistono prove indirette dell'esistenza dei buchi neri. Quando un buco nero fa parte di un sistema binario di


Immagine di un buco nero identificato ai raggi x.
 stelle,esso strappa il gas più esterno della compagna e lo risucchia. Questo gas si mette in rotazione, formando un disco attorno al buco nero, che ruota anch'esso sul proprio asse; da questo disco, pian piano cade nel buco nero. Durante la caduta, la materia raggiunge altissime temperature ed emette raggi X :é proprio attraverso questa radiazione che un buco nero può essere rivelato. Per esempio, nella costellazione del Cigno é stata scoperta una sorgente di raggi X detta Cygnus X-1 : si tratta di una coppia di stelle, una gigante e un buco nero. Un elemento che permette di scorgere indirettamente un buco nero é l'effetto di "lente gravitazionale" che esso esercita. In condizioni normali, la radiazione percorre una traiettoria rettilinea; quella che passa abbastanza vicino ad un  buco nero, invece, viene incurvata a causa dell'intenso campo gravitazionale di questo. Se un buco nero si trova tra noi e un oggetto, produce dunque due o più immagini dello stesso oggetto.