betegnelse på områder i verdensrommet hvor gravitasjonskreftene er så sterke at intet kan unnslippe, selv ikke lys. Et sort hull dannes ved at et legeme, f.eks. en stor stjerne, faller sammen i en kollaps slik at all massen blir samlet praktisk talt i ett punkt, en singularitet. Denne massen omgir seg da med et enormt gravitasjonsfelt som avtar utover. Ut til en viss avstand, kalt den kritiske radius, er gravitasjonen så sterk at intet kan unnslippe. Hvis et legeme (eller et foton) skulle komme innenfor denne avstanden, vil det være fortapt og raskt bli trukket inn til massen i singulariteten. Tyngdefeltet like utenfor det sorte hullet er også sterkt, men det er her mulig å unnslippe. Størrelsen på et sort hull er proporsjonal med massen samlet i singulariteten. For et sort hull, dannet ved kollaps av en stjerne med ti ganger Solens masse, er størrelsen (den kritiske radius) lik 30 km.
Den beste kandidat for et sort hull finnes i stjernebildet Svanen. Det er et dobbeltstjernesystem hvor man bare observerer den ene komponenten. Fra denne strømmer det gass over mot det sorte hullet. Før gassen forsvinner inn i det sorte hullet, blir den så oppvarmet at den stråler røntgenstråler. Denne røntgenkilden har fått navnet Cygnus X-1.
Man har i de senere årene fått klare indikasjoner på at sorte hull, dannet ved kollaps av store mengder materie (opptil 1 milliard ganger Solens masse), finnes i de sentrale områder av enkelte galakser (se kvasarer). Det er også visse indikasjoner på at sorte hull med omtrent en million ganger Solens masse finnes i de sentrale områder av vår egen galakse.