Černé díry jsou nejpodivnější objekty ve vesmíru. Černá díra nemá povrch, jako má planeta nebo hvězda. Jedná se spíše o oblast vesmíru, kde se hmota zhroutila do sebe. Výsledkem tohoto katastrofického zhroucení je koncentrace obrovského množství hmoty na neuvěřitelně malém prostoru. Gravitační přitažlivost této oblasti je tak velká, že z ní nemůže uniknout nic – ani světlo.
Ačkoli černé díry nelze vidět, víme, že existují, a to podle toho, jak ovlivňují okolní prach, hvězdy a galaxie. Mnohé z nich jsou obklopeny disky hmoty. Jak se tyto disky kolem nich víří jako vír, extrémně se zahřívají a vyzařují rentgenové záření.
Černé díry se vyskytují v mnoha různých velikostech. Mnohé z nich mají hmotnost jen několikrát větší než Slunce. Tyto černé díry ‘hvězdní hmotnosti’ vznikají, když těžká hvězda, asi desetkrát těžší než Slunce, ukončí svůj život výbuchem supernovy. To, co z hvězdy zbude – stále několik hmotností Slunce – se zhroutí do oblasti o průměru pouhých několika kilometrů.
Většina galaxií, včetně Mléčné dráhy, má ve svém středu supermasivní černé díry. Ty mohou být miliony či miliardykrát těžší než naše Slunce. Supermasivní černé díry jsou také zdrojem energie aktivních galaxií a prastarých galaxií známých jako kvazary. Kvazary mohou být stovkykrát jasnější než i ty největší běžné galaxie.
Objekty, které spadnou do černých děr, jsou doslova roztaženy až na hranici roztržení. Astronaut, který by se odvážil přiblížit příliš blízko a byl by vtažen do černé díry, by byl roztrhán nesmírnou gravitací.