Hosszú évekig folyt a vita a tudósok között, hogy a fekete lyukak léteznek-e, és milyen törvények érvényesülnek a belsejükben. Hogyan is lehetne észlelni egy teljesen sötét, egészen apró objektumot, ami ráadásul több millió kilométerre van?!
A 60-as, 70-es években - a rádiócsillagászat területén elért fejlődésnek köszönhetően - olyan furcsa objektumok váltak láthatóvá az Univerzum szélén, amelyek révén értetlenség és vita támadt a csillagászok között, és amelyek a fekete lyukak iránti érdeklődés feléledéséhez vezettek. A fekete lyuk egy olyan térrész, amit egy önmagába összeroskadó csillag ural, amelybe anyag kerülhet, de amelyből semmi sem lép ki, még a fény sem. Létezésüket az általános relativitáselmélet jósolta meg. Fekete lyuk keletkezik akkor, ha egy véges tömeg a gravitációs összeomlásnak nevezett folyamat során egy kritikus értéknél kisebb térfogatba tömörül össze. Ekkor az anyag összehúzódását okozó gravitációs erő minden más anyagi erőnél nagyobb lesz, s az anyag egyetlen pontba húzódik össze. A fekete lyuk belsejében nincs fent vagy lent, nincs jobb vagy bal, valamint az idő és a tér szabályai is megváltoznak. A fekete lyuk körül ugyanis van néhány kilométer átmérőjű tartomány, ahol a gravitációs vonzás erősebb, mint az Univerzum bármely más részén. Sőt, még ha be is tudnánk repülni egy fekete lyuk belsejébe, akkor sem adhatnánk hírül, hogy mit találtunk, mivel a jelek sem hatolnak át ezen a különleges gravitációs mezőn. Arról nincsen tudomásunk, hogy hova kerülnek a beszippantott dolgok.
A fekete lyuk kifejezést eredetileg John Archibald Wheeler találta ki egy 1967-es New York-i konferencián. A fekete lyukak felfedezésének derekán a csillagászok olyan objektumokat észleltek, amelyek nagy mennyiségű sugárzást bocsátanak ki magukból, de fényt nem. Mivel semmi nem juthat ki a fekete lyukakból, így felvetődik a kérdés, hogy honnan jön a sugárzás? A sugárzást valószínűleg úgy tudják magukból kibocsátani, hogy el tudnak kapni gázszalagokat, amelyek forgó gyűrűt képeznek a fekete lyuk körül, mielőtt a lyuk magába szippantaná őket. A lyuk közelében lévő gravitációs mező fogságában a gázok valószínűleg felmelegednek és örvényleni kezdenek, és energiáiktól sugárzás formájában szabadulnak fel.
Az egyik legjelentősebb fekete lyuk-elméletet Roy Kerr új-zélandi matematikus alkotta meg. Einstein elméletén alapuló számításai révén Kerr meggyőződött a forgó fekete lyukak létezéséről. Az elmélete szerint az összezuhant csillag anyaga lesz a középpontban és körülötte pedig az eltorzult űr, amely görbült marad a csillag eredeti forgásának következtében. Egy másik hasonló elméletet Roger Penrose, oxfordi matematikus fejlesztette tovább, amely szerint az összezuhant csillag látható fényét körülvesz egy sötét anyag, amely megakadályozza, hogy a csillag fénye kisugározzon az űrbe.
Bármennyire is csak kezdetlegesek az elméletek a feketelyukakkal kapcsolatban, az már elfogadott és bizonyított tény, hogy a fekete lyukak nem álomképek. Az Univerzumban az anyag valóban összeroskadhat és a térben kialakíthat egy fekete lyukat – egy olyan jelenséget, aminek tanulmányozása kivezethet bennünket megszokott világunkból, valószínűleg még rejtélyesebb természeti körülmények közé. Elmondható, hogy ami régen még tudományos fantasztikum volt, az mára már tudományosan bizonyított valóság.
