الثقب الأسود هو منطقة في الفضاء تحوي كتلة كبيرة في حجم صغير يسمى بالحجم الحرج لهذه الكتلة، والذي عند الوصول إليه تبدأ المادة بالانضغاط تحت تأثير جاذبيتها الخاصة، ويحدث فيها انهيار من نوع خاص بفعل الجاذبية ينتج عن القوة العكسية للانفجار، حيث أن هذه القوة تضغط النجم وتجعله صغيراً جدّاً وذا جاذبية قوية خارقة. وتزداد كثافة الجسم (نتيجة تداخل جسيمات ذراته وانعدام الفراغ البيني بين الجزيئات)، تصبح قوّة جاذبيّته قويّة إلى درجة تجذب أيَّ جسم يمرُّ بالقرب منه، مهما بلغت سرعته. وبالتالي يزداد كمّ المادة الموجودة في الثقب الأسود، وبحسب النظرية النسبية العامة لآينشتاين، فإنّ الجاذبيّة تقوّس الفضاء الذي يسير الضوء فيه بشكل مستقيم بالنسبة إلى الفراغ، وهذا يعني أن الضوء ينحرف تحت تأثير الجاذبيّة.

يمتصُّ الثقب الأسود الضوءَ المارَّ بجانبه بفعل الجاذبية، وهو يبدو لمن يراقبه من الخارج كأنه منطقة من العدم، إذ لا يمكن لأيّة إشارة أو موجة أو جسيم الإفلات من منطقة تأثيره فيبدو بذلك أسود.

أمكن التعرف على الثقوب السوداء عن طريق مراقبة بعض الإشعاعات السينيّة التي تنطلق من المواد عند تحطم جزيئاتها نتيجة اقترابها من مجال جاذبية الثقب الأسود وسقوطها في هاويته.

لتتحول الكرة الأرضية إلى ثقب أسود، يستدعي ذلك تحوُّلها إلى كرة نصف قطرها 0.9 سم وكتلتها نفس كتلة الأرض الحاليّة، بمعنى انضغاط مادتها لجعلها بلا فراغات بينية في ذرّاتها وبين جسيمات نوى ذرّاتها؛ ما يجعلها صغيرة ككرة الطاولة في الحجم ووزنها الهائل يبقى على ما هو عليه، حيث أن الفراغات الهائلة بين الجسيمات الذرّيّة نسبة إلى حجمها الصغير تحكمها قوانين فيزيائيّة لا يمكن تجاوزها أو تحطيمها في الظروف العادية.