对宇宙中存在黑洞这类大引力天体的猜想由来已久，远在牛顿发现万有引力定律之前就已经有人提出。逃逸速度的概念早已为人所熟知，即一个物体向前抛出，无论初速度多快，最终还是会落回地面。但如果用力越大，物体飞行的越远。那么就总是有一个速度，在这 个速度下，物体飞行线路向下弯曲的程度恰好等于地球表面的弯曲程度，这个物体就会沿着地球表面永远飞行下去。这个速度就是地球的第一宇宙速度，约为9.8千米/秒。如果继续加速，物体就会脱离地球的引力，跑到地球引力以外的空间去，这个速度是11.2千米/秒。对其他任何一颗行星、恒星或其它天体，也很容易算出这个速度的大小。这个速度只与这个天体的质量和半径有关，而与被抛射的物体无关。质量越大，所需要的速度就越大；质量一定时，半径越小，所需要的速度越大。这就是说，一个天体质量越大（或者说越致密），它表面的逃逸速度也越高。关于黑洞的思想，正是把简单的逃逸速度的概念推向极致。
1676年，一个叫奥拉斯·雷默的人就曾说过：“通过对木星卫星的观测，已经知道光速大约是30万千米/秒。那么不难想像，有一种天体的存在，在它上面的逃逸速度大于光速。”英国的约翰·米切尔于1783年、法国大数学家西蒙·拉普拉斯于1796年也说：如果一个星球的质量与太阳相同而半径是太阳的500倍，外界的一个物体向这个星球掉落时，到达它表面的速度将超过光速。所以，假定光也像其他物体一样，被与惯性力成正比的力所吸引，所有从这个星球发射的光将被这个星球的引力拉回来。除此之外，两人还猜想，宇宙中这类看不见的黑暗天体可能像恒星一样多。但这类天体毕竟是不可见的。于是，米切尔和拉普拉斯的想法被人们遗忘了。直到广义相对论建立。
现在我们知道，时空是弯曲的。而时空的弯曲必须有强大的质量造就强大的引力。这已经由日全食时恒星光线的弯曲和水星的近日点进动所证明。爱因斯坦的引力理论极为复杂，以至于很难被人理解。于是，有人用了一句简单的话说明广义相对论，“物质告诉时空应该如何弯曲，时空告诉物质应该如何运动”。
恒星是宇宙中的巨大天体，因而也具有强大的引力。恒星的一生就是对自身引力的持久、拚死的反抗，用内部产生的能源向外的辐射来对抗向内的引力。但对于任何质量的恒星，它的能源总是有限的，引力终将胜利，恒星终将被自身的引力所压缩。当恒星内部的能源用尽时，热核反应的速率迅速缩减，恒星向外的辐射压减小，向内的引力占据上风，恒星外层向外膨胀，而内核在向内收缩，成为红巨星。但红巨星远不是恒星生命的终结。一颗恒星的命运完全取决于它的质量（至少对于单颗恒星而言是这样的。双星的演化要复杂一些。但不能不说，因为这与我们目前寻找和确定黑洞大有关系。后面还要细说）。太阳可以稳定燃烧100亿年，而质量10倍于太阳的恒星，这一阶段要短1000倍。红巨星阶段的恒星，其内部的氢已经完全聚变为氦，且其中的氦也已经燃烧聚变为碳、氧、氖等更重的元素，并沉积在恒星中央。以氢、氦为主的轻元素则分布在恒星的外层，如果温度足够高，它们还会继续燃烧聚变为硫、钠、钙、镁等，直至铁。但这时，恒星已经不能维持它的稳定，而是开始一胀一缩地脉动，其脉动周期与质量严格对应，并在脉动时向外损失外层质量。这一阶段的恒星称为造父变星。此后，视恒星的质量不同，外层气体可能会平静地消散，会露出中央的恒星核，成为一颗白矮星。质量大的（超过钱德拉塞卡极限，1.4太阳质量），会以超新星爆发的形式，把外壳炸开，成为一颗中子星。星核的密度很高。一个尺度与行星类似而质量等于太阳的白矮星，其平均密度可达800千克/立方厘米。比地球上密度最高的金属（金或铂）还要高4万倍，相当于把巴黎的艾菲尔铁塔压缩到30立方厘米的体积。中子星的密度则更高，会超过1亿吨/立方厘米。
但假如恒星质量更大呢？比形成中子星所要求的质量还要大，那会怎么样呢？1939年，美国的罗伯特·奥本海默（就是那个原子弹之父）和哈特兰·施罗德应用量子力学和广义相对论得出，如果质量继续增大（超过3倍太阳质量），就不能形成稳定的中子星。巨大的质量使中子也无法支撑星体结构，星体会继续坍缩，直至收缩为体积为零，而密度为无穷大的“点”。所要求的母体恒星（即没有发生超新星爆发前的恒星）质量为10倍太阳质量。换句话说，只要是质量超过10倍太阳质量的恒星，最终都不可能形成稳定的中子星，都必然会坍缩成一个“点”。但这时，它的引力及时空情况又是如何呢？
1915年12月，广义相对论诞生不过一个月的时间，第一次世界大战如火如荼。爱因斯坦收到一封寄自俄国前线的信，发信人是普通士兵卡尔·史瓦西。史瓦西应用广义相对论方程，详细计算了一个点状引力源周围的时空特性。史瓦西得出，随着与点状引力源距离的缩短，时空几何出现奇异性。当距离r＝2GM/c^2（M为中心质量，G为牛顿的万有引力常数，c为光速）时，空间和时间都丧失了自己的特性，时间趋于无限（可以理解为时间停滞了），空间弯曲到了自身，就是说，引力已经强大到光也无法逃脱了。而这个距离对太阳质量是3千米，对100万倍太阳质量是300万千米。对地球则是1厘米。在这个距离上，所有天体都是黑的，是不可见的。黑洞终于出现了。“黑洞”这个名字，是美国物理学家约翰·惠勒1967年12月，在纽约一次科学课上首先使用的。
恒星级别的黑洞是大质量恒星演化到终结时的残骸，是宇宙空间中的强引力源。黑洞是“黑”的，是看不见的，在它的附近也只能感受到它的引力作用。那么怎么才能找到它呢？在太阳附近（也就是在地球附近），我们从未发现有引力异常之处。对于遥远的单颗恒星而言，如果收缩成为一个黑洞，我们也感觉不到它。要找到黑洞，我们就不得不借助于双星了。
双星是太空中两颗相互靠的很近的恒星，相互围绕着转动，两颗恒星的质量通常不相同，但是它们是同时形成的。正是由于质量的不同，它们的演化速度就不同，演化程度也就不同。其中质量较大的一颗（叫主星）演化的快，另一颗（叫伴星）演化的慢。演化快的一颗首先用完了它的核燃烧，成为一颗红巨星，而质量较小的一颗还在主序星阶段。红巨星的外层要膨胀，而膨胀到一定程度，就会接触到另一颗恒星的引力范围。于是在双星系统中，红巨星就有一个最大允许体积，叫洛希体积，相应的半径，叫做洛希半径，因为这是法国科学家洛希首先计算得到的。当红巨星膨胀到它的洛希半径时，超出半径的气体物质就会脱离它的引力，到达小质量伴星的引力范围，这颗伴星就会当仁不让地吸收这些气体物质，并包裹在它的周围，成为它的核燃料。这样一来，两颗恒星之间就会发生质量转移。主星的膨胀和质量转移是同时发生的。到转移结束时，主星外层气壳完全脱去，成为小质量星；伴星吸收了主星的质量，成为大质量星。如果主星的剩余质量仍然大于3倍太阳质量，那么这颗恒星还会继续收缩，并最终经过超新星爆发而成为一个黑洞。但两颗星之间的关系不会变化，已经成为大质量星的伴星仍然与这个黑洞相互围绕着运行。伴星继续演化，总有一天，它也成了红巨星，并膨胀到刚好充满它的洛希体积。继续膨胀时，它也开始丢失质量，丢失的质量又会向黑洞掉落。
恒星都是旋转的。恒星演化为黑洞时，恒星固有的旋转角动量依然存在，并被黑洞完全继承。旋转的黑洞会拖拽着它周围的时空一起旋转，落向黑洞的恒星物质不会直接进入黑洞，而是会在黑洞的周围形成一个旋转的圆盘，物质在圆盘中呈螺旋线形式落入黑洞。这个圆盘叫吸集盘。1970年，美国从肯尼亚附近的印度洋发射了一颗人造卫星，目的是探测宇宙空间的X－射线。很快，这颗卫星发现了许多X－射线源（在地球上，由于大气层的阻隔，探测不到来自太空的X－射线），
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