블랙홀은 질량이 매우 큰 항성이 수명을 다한 후 중력 붕괴로 인해 형성된다. 중력 붕괴는 별의 내부 압력이 외부 중력을 견디지 못하고 중심으로 붕괴되는 현상이다. 이 과정에서 중심은 매우 작아지며, 밀도와 중력은 극단적으로 증가한다.
블랙홀의 대표적인 특징은 사건의 지평선(Event Horizon)이다. 사건의 지평선은 블랙홀의 경계로, 그 안쪽에서는 빛을 포함한 모든 정보가 외부로 나올 수 없다. 이 경계를 기준으로 블랙홀 내부와 외부가 구분된다. 현재 과학 기술로는 사건의 지평선 내부를 직접 관측할 수 없다. 그 이유는 내부에서 나오는 어떠한 정보도 외부로 전달되지 않기 때문이다.
블랙홀 내부에 대한 정보는 아직 명확하지 않다. 일부 이론에서는 중심에 특이점(singularity)이 존재한다고 본다. 특이점은 질량이 한 점에 무한히 밀집되어 있는 지점으로, 현재의 물리 법칙으로는 설명이 불가능하다.
2019년에는 사건지평선망원경(Event Horizon Telescope)을 통해 M87 은하 중심 블랙홀의 이미지가 확보되었다. 2022년에는 우리 은하 중심의 블랙홀인 '궁수자리 A'도 동일한 방식으로 관측되었다. 이들 관측은 블랙홀 존재를 뒷받침하는 중요한 자료로 활용되고 있다.
현재까지 밝혀진 바에 따르면, 블랙홀은 다양한 규모로 존재한다. 항성 질량 블랙홀부터 수백만에서 수십억 배의 태양 질량을 가진 초대질량 블랙홀까지 존재하며, 대부분 은하 중심에 위치한다.
블랙홀은 우주의 구조와 진화를 이해하는 데 중요한 역할을 한다. 블랙홀의 형성과 성장 과정, 주변 물질과의 상호작용은 현대 천체물리학의 주요 연구 주제이다. 앞으로의 관측과 이론 연구를 통해 블랙홀에 대한 이해는 더욱 심화될 것으로 보인다.
