根据广义相对论，黑洞是一个空间区域，任何东西，包括光，都无法逃脱。它是由非常致密的质量引起的时空凹陷的结果。黑洞周围有一个无法探测的表面，它标志着不归路，称为事件视界。它被描述为“黑色”，因为它吸收了所有撞击它的光，不反射任何东西，就像热力学中的完美黑体。在量子力学理论下，黑洞具有温度并通过反质子缓慢耗散发射霍金辐射。
尽管内部无法探测，但可以通过它与物质的相互作用观察到黑洞。可以通过跟踪围绕空间区域运行的一组恒星的运动来推断黑洞。或者，当气体从伴星或星云落入恒星黑洞时，气体会向内盘旋，加热到非常高的温度并发出大量辐射，这些辐射可以被地球和地球轨道望远镜探测到。
天文学家已经确定了许多恒星黑洞候选者，并且还发现了每个星系中心存在超大质量黑洞的证据。在对附近恒星运动进行了 16 年的观测后，天文学家在 2008 年发现了可靠的证据，表明一个超过 400 万个太阳质量的超大质量黑洞位于银河系中心的人马座 A* 区域附近。
在物理学中，虫洞是时空的一种假设拓扑特征，从根本上说，它是穿越时空的“捷径”。理论上，虫洞很像一条隧道，两端分别位于不同的时空点。1935 年，阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森在 1935 年首次构想了虫洞的想法。他们意识到广义相对论允许存在“桥”，最初称为爱因斯坦-罗森桥，但现在称为虫洞。这些时空管充当连接遥远时空区域的捷径。
不过目前没有关于虫洞的观测证据，但在理论层面上，存在包含虫洞的广义相对论方程的有效解。但是，假设广义相对论是正确的，那么可能存在虫洞。
在广义相对论中，白洞是一个假设的时空区域，它不能从外部进入，但物质和光可以从中逃逸。从这个意义上说，它与黑洞相反，它可以从外面进入，但包括光在内的任何东西都不能从中逃脱。（但理论上，旅行者有可能进入旋转的黑洞，避开奇点，进入旋转的白洞，让旅行者逃逸到另一个宇宙。）白洞出现在永恒理论中黑洞。除了未来的黑洞区域，爱因斯坦方程的这种解在其过去有一个白洞区域。然而，对于通过引力坍缩形成的黑洞来说，这个区域不存在，也没有任何已知的物理过程可以形成白洞。
与黑洞一样，白洞也具有质量、电荷和角动量等特性。它们像任何其他质量一样吸引物质，但落向白洞的物体实际上永远不会到达白洞的事件视界（尽管在下面讨论的最大扩展史瓦西解决方案的情况下，过去的白洞事件视界变成了黑色未来的黑洞事件视界，因此任何落向它的物体最终都会到达黑洞视界）。
有理论认为，白洞从另一个宇宙的黑洞中产生的物质创造了新的宇宙。
2、白洞和黑洞的物理性质是完全相反的存在，如果说黑洞是一张什么都能够“吞噬”的嘴，只进不出；那么白洞就是一个倾泻物质的“菊花”，所有的东西只出不进。
3、通常许多的科学家也认为，虫洞是一种能够跨越时空维度的“通道”，通过虫洞人类可以实现超远距离的“瞬间移动”，甚至能够穿越时空，抵达未来或者过去。