Az elfogadott általános definíció szerint a fekete lyuk a téridő olyan tartománya, ahonnan az extrém gravitáció miatt semmi, még a fény sem tud eltávozni, vagyis az objektum elméleti felszínén a szökési sebesség eléri, vagy elméletben meghaladja a fénysebesség értékét.
Valójában a fekete lyuk a szó hagyományos értelmében egy “nem létező égítest”, mert az eseményhorizont mögött a fekete lyuk nem rendelkezik szerkezettel, kifelé pedig csak a tömege, a töltése illetve a spinje (perdülete) nyilvánul meg.
Fekete lyuk akkor keletkezhet, ha egy véges tömegű test (nagytömegű csillag) összeomlása, a gravitációs kollapszus során egy kritikus értéknél kisebb térfogattá zsugorodik össze.
Ilyen esetben az összehúzódást okozó gravitációs erő minden más erőnél nagyobb lesz, és az elpusztult csillag anyaga egyetlen ponttá zsugorodik össze.
Ebben a pontban bizonyos mennyiségek, mint például a sűrűség vagy a téridő görbület végtelenné válnak (gravitációs szingularitás). A szingularitást körülölelő térrészben a gravitáció olyan erős, hogy a fény sem tud kiszabadulni innen. (Ezért is hívják ezeket az objektumokat fekete lyukaknak.)
A szingularitást körbevevő térrész határfelülete az úgynevezett eseményhorizont. Az eseményhorizonton belülre kerülő anyagot vagy sugárzást pedig elnyeli a szingularitás.
A 2019-ben észlelték két fekete lyuk összeütközését. A két összeolvadt fekete lyuk egyikének becsült tömege körülbelül nyolc naptömeg , a másik pedig ennél több mint háromszor nagyobb, 31 naptömegű sötét objektum volt.
A jelentős tömegkülönbség miatt a nagyobb fekete lyuk eltorzította maga körül a teret, a másik fekete lyuk pályája pedig eltért a tökéletes spiráltól. Ez az összeolvadásból származó gravitációs hullámokban volt megfigyelhető, amelyek az objektumok egymásba ütközésekor jöttek létre.
