黑洞和宇宙
当大量物质聚集在一个非常小的空间中，牛顿理论会失效。此时引力非常强，空间扭曲了，光线不仅发生弯曲而且被捕获。这样的物体就是黑洞。
自然界存在黑洞的思想要追溯到1783年英国牧师约翰·米歇尔（John Michell），这个思想拉普拉斯（Laplace）也曾探讨过。不过，这样的物体通常都与爱因斯坦的广义相对论联系在一起。实际上，爱因斯坦方程得到的第一个数学解就描述了这样一个物体。卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）于1916年，即爱因斯坦的理论发表仅一年后，就得出了著名的“史瓦西”解。不久他在第一次世界大战的东部战线阵亡。这个解对应着物质的球对称分布，他最初的目标是试图建立恒星的数学模型的基矗然而不久人们就认识到史瓦西解意味着任意质量的物体都有一个临界半径（现在称之为史瓦西半径）。如果一个大质量物体的质量全部集中在史瓦西半径内，没有光可以从该物体表面逸出。地球质量的临界半径仅有1厘米，而太阳的史瓦西半径是3公里。制造黑洞需要将物质压缩到极高的密度。
史瓦西开创性的工作引发了黑洞研究的热潮。尽管迄今为止，还没有真正严密的直接证据证明黑洞的存在，但是大量的证据表明存在许多隐形的天体。质量约为太阳1亿倍的黑洞周围的引力场，被认为吸走了某些类星系发出的强光。最近对距星系中心不远处恒星的动力学观测研究显示，存在极高质量物质的聚集，并且这些质量的大小与一般用来证实黑洞存在的质量相似。几乎所有星系在其核心都存在一个黑洞变得极有可能。质量相对非常小的黑洞则可能形成于恒星生命的终点，是能源耗劲自身塌缩的结果。
当今人们对黑洞产生了浓厚的兴趣，但黑洞并不是宇宙学发展的中心，所以在本不再进一步讨论。下一章将介绍爱因斯坦的理论在探索整个宇宙演变中扮演的角色。
