Οι μαύρες τρύπες είναι γιγαντιαία άστρα τα οποία κατά το τέλος της ζωής τους καταρρέουν στην ιδία τους τη μάζα με αποτέλεσμα να καμπυλώνουν άπειρα τον χωρόχρονο και να ασκούν τεραστία βαρύτιμη δύναμη στα σώματα που βρίσκονται κοντά τους.Το όνομα Μαύρη Τρύπα ή Μέλαν Σώμα είναι ίσως η πιο κατάλληλη ονομασία επειδή τίποτα δεν μπορεί να διαφύγει από αυτή. Οι μαύρες τρύπες θεωρούνται ως σημεία μηδαμινών διαστάσεων και άπειρης πυκνότητας.

Σε μια Μαύρη Τρύπα, η μάζα είναι συγκεντρωμένη σε μια εξαιρετικά μικρή περιοχή με μια εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα. Αυτές ασκούν μια τεράστια ελκτική βαρυτική δύναμη στα άλλα αντικείμενα γύρω τους, ώστε τίποτε δεν μπορεί να διαφύγει από αυτές ούτε ακόμη και το φως.

α Οι εξισώσεις του Einstein δείχνουν ότι μία τέτοια ανωμαλία δεν προκαλεί απλά μια λακκούβα στο φανταστικό επίπεδο φύλλο του χωροχρόνου, αλλά δημιουργεί ένα τούνελ που τρυπάει το επίπεδο φύλλο και στιγμιαία μας συνδέει με την άλλη του πλευρά.

Η Γενική Σχετικότητα προβλέπει ότι το κέντρο μιας μαύρης τρύπας είναι μια χωροχρονική ανωμαλία όπου οι συνηθισμένοι νόμοι της Φυσικής δεν ισχύουν πλέον. Ο χρόνος, ο χώρος, η ύλη και η ενέργεια δεν έχουν στην περιοχή μιας ανωμαλίας καλά καθορισμένο νόημα.

Ένα μεγάλο πρόβλημα που εμφανίστηκε όταν μελετούνταν οι γαλαξίες είναι ότι η μάζα της ορατής ύλης σε ένα γαλαξία είναι πολύ μικρή για να τον συγκρατεί μαζεμένο και να μην διαλύεται. Αυτό οδήγησε τους φυσικούς στην εισαγωγή μια νέας φυσικής έννοιας: της σκοτεινής ύλης.

Η σκοτεινή ύλη αν και δεν αλληλεπιδρά με το φως,ενεργεί ως μια αόρατη κολλά γαλαξιών και τους κρατάει σε μια ισορροπία. Αν και η σκοτεινή ύλη δεν έχει ανιχνευθεί, περιέχεται στις σύγχρονες θεωρίες και πιστεύεται μάλιστα ότι είναι ένας από τους κύριους παράγοντες σχηματισμού γαλαξιών, και όχι μόνο ένας τρόπος για να διατηρούνται στη θέση τους.

To κέντρο του γαλαξία μας

Καμπύλωση του φωτός κοντά σε μια μαύρη τρυπά συγκριτικά με τον ήλιο

Αναπαράσταση της καμπύλωσης που προκαλεί μια μαύρη τρύπα στον χωρόχρονο σε σχέση με αλλά είδη αστέρων.

Karl Schwarzschild

O Karl Schwarzschild( ) ήταν ένας Γερμανός φυσικός που ασχολήθηκε με αρκετά θέματα όπως η ηλεκτροδυναμική, η φωτομετρία και η κβαντική φυσική αλλά έγινε πασίγνωστος επειδή ήταν ο πρώτος άνθρωπος που έδωσε ακριβείς λύσεις για τις εξισώσεις της θεωρίας της γενικής σχετικότητας.

Ακτίνα Schwarzschild Η επίλυση των εξισώσεων οδήγησαν τον Schwarzschild στον σχηματισμό της λεγόμενης ακτίνας Schwarzschild ή βαρυτικής ακτίνας μιας μαύρης τρύπας. Ο τύπος στον οποίο κατέληξε δίνεται από τη σχέση:

Όπου: G είναι η νευτώνεια σταθερά, Μ είναι η μάζα του σώματος και c είναι η ταχύτητα του φωτός H ακτίνα Schwarzschild δεν μας δείχνει την ακτίνα που θα πρέπει να έχει ένα σώμα για να γίνει μαύρη τρύπα( αφού η μαύρη τρύπα θεωρείται σημείο), αλλά μας δείχνει σε τι απόσταση πρέπει να βρίσκεται ένα σώμα για να ¨πέσει¨ μέσα σε αυτή.

Oι μαύρες τρύπες αποδεικνύονται ότι είναι θεμελιώδεις δυνάμεις στην ανάπτυξη και τής τελικής μορφής των γαλαξιών όπως και της κατανομής των άστρων σε αυτούς. Η νέα άποψη, επίσης δείχνει ότι μια μαύρη τρύπα είναι σχεδόν σίγουρα ένα προϊόν του γαλαξία μέσα στον οποίο κατοικεί. Μέχρι τώρα, οι μαύρες τρύπες θεωρήθηκαν ως τα τελικά σημεία της εξέλιξης της ύλης στον Κόσμο. Με τη νέα θεωρία οι αστροφυσικοί πιστεύουν ότι οι μαύρες τρύπες διαδραματίζουν και έναν κρίσιμο ρόλο στη γέννηση των γαλαξιών.