Черните дупки са мистериозни предмети, предсказани от теорията за относителността на Айнщайн. Те са останките от масивни звезди, които са се сринали под силата на собствената си гравитация, генерирайки гравитационни полета толкова силни, че дори и светлината не може да избяга. Но ако никоя светлина не може да избяга, как можем да знаем, че изобщо са там? С други думи, как могат астрономите да намерят черни дупки?
По същество знаем, че черни дупки съществуват, защото въпреки че не излъчват светлина, те имат много гравитация. Благодарение на откритите от Нютън физически закони, можем да разберем колко гравитационно упражнява обект, измервайки колко бързо се ориентира нещо друго около него. В случай на черна дупка, да разберете колко бързо близките звезди орбитират около нея, може да ни кажете колко точно маса има.
И заради уравненията на Айнщайн знаем, че има ограничение за това колко големи обикновени звезди могат да получат. Ако открием обект, който е по-голям от тази граница – обикновено няколко пъти повече от нашето слънце – и обектът не излъчва никаква светлина, можем да сме сигурни, че това е черна дупка.
Разбира се, наблюдавахме и черни дупки по друг начин, като използвахме гравитационни вълни. Експериментът на LIGO направи новината няколко пъти през последните две години за многократно откриване на гравитационни вълни , вълни в тъканта на пространството, причинени от сблъсък на черни дупки. Можем да измерим тези гравитационни вълни, за да разберем точно колко големи са тези обекти и използвайки същите методи, както преди, да бъдем сигурни, че те са черни дупки.
Но, разбира се, защото никога не можем да видим черна дупка директно, не е възможно да знаем с абсолютна сигурност, че наистина съществуват. Всичко, което знаем, е, че нашите теории за физиката прогнозират, че трябва да съществуват черни дупки и че в космоса има обекти, които показват всяка характеристика, която очакваме да има черни дупки. Това ще трябва да е достатъчно добро за сега.
