आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत द्वारा अनुमानित ब्लैक होल में इतना तीव्र गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होता है कि कुछ भी, यहां तक कि प्रकाश भी नहीं बच सकता। जबकि घटना क्षितिज वापसी का कोई रास्ता नहीं होने के बिंदु को चिह्नित करता है, केंद्र में विलक्षणता, जहां घनत्व और अंतरिक्ष-समय वक्रता अनंत हो जाती है, आधुनिक भौतिकी के लिए एक चुनौती पेश करती है। वर्तमान नियम टूट जाते हैं, जिसके लिए क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत की आवश्यकता होती है।
खगोलीय अवलोकन, जिसमें इवेंट होराइजन टेलीस्कोप की आकाशगंगा M87 में एक ब्लैक होल की छाया की छवि और LIGO और Virgo द्वारा गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाना शामिल है, ब्लैक होल विलय के ठोस प्रमाण प्रदान करते हैं। भविष्य के क्वांटम प्रयोगों से पता चल सकता है कि क्या ब्लैक होल अन्य आयामों के प्रवेश द्वार हैं या पूर्ण गुरुत्वाकर्षण जाल। सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी को एकीकृत करने से इन ब्रह्मांडीय पहेलियों के भीतर छिपे वास्तविक स्वरूप का पता चल सकता है।