Czarna dziura stanowi obszar czasoprzestrzeni, w którym zapadanie grawitacyjne postąpiło do takiego stopnia, że powstaje horyzont zdarzeń — null hypersurface wyznaczająca granicę przyczynową, poza którą prędkość ucieczki równa się lub przekracza prędkość światła w próżni, c ≈ 2.99792458 × 10⁸ m s⁻¹. W obrębie tej granicy wszystkie geodezyki czasowe i null skierowane w przyszłość kończą się w centralnej osobliwości (w idealizowanych geometriach Schwarzschilda lub Kerra), gdzie krzywizna czasoprzestrzeni staje się nieskończona, a klasyczna ogólna teoria względności przestaje działać. Zgodnie z twierdzeniem o braku włosów (popartym wynikami unikalności dla stacjonarnych, osiowo-symetrycznych, elektrowakuowych rozwiązań równań pola Einsteina), astrofizyczne czarne dziury są w pełni charakteryzowane tylko przez trzy parametry w rodzinie Kerr–Newman: Masa M Specyficzny moment pędu a = J/M (gdzie J to moment pędu) Ładunek elektryczny Q (zazwyczaj pomijalny w kontekście astrofizycznym, Q ≈ 0) Zatem obserwowane czarne dziury są efektywnie obiektami Kerra (wirującymi, nie naładowanymi) lub Schwarzschilda (nie wirującymi, nie naładowanymi). Ostatnie obserwacje fal grawitacyjnych o wysokiej precyzji z fuzji podwójnych czarnych dziur (np. zdarzenia analizowane w 2025 roku, w tym GW250114) rygorystycznie testowały i potwierdziły naturę Kerra pozostałości po fuzji, wraz z twierdzeniem Hawkinga o powierzchni: całkowita powierzchnia horyzontu A = 4π(r₊² + a²) nie może maleć w czasie, nawet podczas fuzji, przy czym powierzchnia rośnie zgodnie z przewidywaniami (ΔA ≥ 0). Horyzont zdarzeń pozostaje zatem przyczynowo odłączony od zewnętrznych obserwatorów z powodu nieskończonego przesunięcia grawitacyjnego; promieniowanie elektromagnetyczne emitowane w pobliżu lub wewnątrz r = r₊ (r₊ = M + √(M² - a²) w jednostkach geometrycznych) jest eksponencjalnie tłumione. Bezpośrednie obrazowanie jest zatem niemożliwe; zamiast tego obserwacje rejestrują emisję z materii w bezpośrednim sąsiedztwie: Dyski akrecyjne — geometrycznie cienkie lub grube strumienie plazmy spirali w kierunku wewnętrznym, podgrzewane do ~10⁶–10⁹ K przez dyssypację lepkości i rekoneksję magnetyczną, produkujące promieniowanie termalne i nietermalne w zakresie od promieni X do fal radiowych. Pierścień fotonowy — niestabilne orbity fotonów na ~1.5 r₊ (dla Schwarzschilda) tworzą jasny, asymetryczny pierścień poprzez soczewkowanie grawitacyjne emisji z dysku z dalekiej strony. Relatywistyczne dżety — uruchamiane przez procesy Blandforda–Znajeka lub magnetohydrodynamiczne wydobycie energii rotacyjnej, często rozciągające się na parseki do megaparseków. Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT) zarejestrował cień i pierścień fotonowy M87* (2019, udoskonalony w kolejnych kampaniach) oraz Sgr A* (2022, z trwającymi badaniami polaryzacji i zmienności do 2025–2026), dostarczając bezpośrednich testów silnego pola grawitacyjnego, efektu przeciągania ramki (efekt Lense’a–Thirringa) oraz topologii pola magnetycznego w pobliżu horyzontu. Ostatnie postępy (2025–2026) obejmują: Potwierdzenie wzrostu powierzchni Hawkinga w ringdownach fuzji. Spektroskopia XRISM ujawniająca zniekształcone, dominujące w odbiciu linie żelaza wskazujące na prawie maksymalny spin (a ≈ 0.998) w szybko wirujących systemach. Odkrycia JWST nadmasywnych supermasywnych czarnych dziur (SMBH) przy z > 8 (np. w "małych czerwonych kropkach" i wczesnych kwazarach), o masach ≳ 10⁸ M_⊙ w ciągu ~500 Myr po Wielkim Wybuchu, kwestionujące standardowy wzrost ograniczony przez Eddingtona i faworyzujące ciężkie/bezpośrednie nasiona lub fazy super-Eddington/hiper-akrecji. Czarne dziury o masie gwiazdowej (∼3–100 M_⊙) powstają głównie w wyniku zapadania rdzenia w masywnych gwiazdach (M ≳ 20–30 M_⊙), podczas gdy pośrednie masy (10²–10⁵ M_⊙) i supermasywne (10⁶–10¹⁰ M_⊙) warianty prawdopodobnie powstają w wyniku hierarchicznych fuzji, akrecji gazu i mechanizmów nasion w wczesnym wszechświecie.