หลุมดำ คือ วัตถุท้องฟ้าที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมากจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถหลุดออกมาได้ จึงไม่สามารถมองเห็นโดยตรงด้วยตาเปล่า นักวิทยาศาสตร์ศึกษาหลุมดำจากผลกระทบที่มีต่อดาว ก๊าซ และวัตถุรอบข้าง