黑洞是无毛的。除了它的质量、电荷和自转，人们无法从外面分辨出黑洞里面是什么。这意味着黑洞必须包含大量对外界隐藏的信息。但是一个空间区域所能容纳的信息量是有限的。信息需要能量，根据爱因斯坦著名的方程E=mc2，能量有质量。所以一个空间区域如果信息量太大，就会坍缩成黑洞，黑洞的大小就反映了信息量。

1974年初，根据量子力学研究了黑洞附近物质的行为。发现黑洞似乎以恒定的速度发射粒子是非常令人惊讶的。任何东西都无法逃离的黑洞实际上正在发射粒子。

霍金预言，黑洞会产生并放出粒子和辐射，就像它是一个普通的热体一样，其温度与表面引力成正比，与质量成反比。这使得Jacob Beckenstein提出的黑洞具有有限熵这一值得质疑的建议完全自洽，因为它暗示了黑洞在某个非零的有限温度下可以处于热平衡状态。

黑洞本身不发光，但是这个吸积盘可以发出非常明亮的光。所以我们可以通过吸积盘来发现黑洞的存在，但是这种黑洞的质量是非常巨大的，只有超大质量的黑洞才能形成非常明显的吸积盘，可以被我们观测到。比如距离地球5500万光年的银河系中心超大质量黑洞，这是人类第一张黑洞照片。

而宇宙中超大质量黑洞的数量相对较少，我们可以观测到并发现的黑洞非常少。黑洞不仅是超大质量黑洞，还有中等质量甚至低质量的中小型黑洞，是黑洞家族的主流。科学家推测，银河系中可能至少有数百万个黑洞，而且都是中小质量的黑洞。

但是，由于没有明显的吸积盘或者根本没有吸积盘，很难发现中小质量黑洞的存在。如果要寻找中小质量黑洞，需要更强大的观测设备。观测宇宙中的X射线是科学家寻找黑洞的主要途径，因为黑洞吸积盘会发出明亮且容易发现的X射线。

只要存在吸积盘，即使是中等质量的黑洞也能发出微弱的X射线。通过探索这种微弱的X射线，也许我们可以发现一些隐藏的中小型黑洞。科学家们研究了双星系统，该系统由一颗巨星J05215658 4359220和一颗伴星组成。通过一种独特的方法，他们发现这可能是一个低质量黑洞。

科学家们将多普勒效应的恒星数据与“全天超新星自动观测”(ASAS-SN)项目的数据结合在一起。通过这些数据，科学家可以看到恒星的亮度随时间的变化。如果一个恒星系统中存在一个小黑洞，那么在黑洞的影响下，恒星的亮度可能会呈现出一些非常有规律的明亮变化。

在经典意义上，黑洞是一个时空区域，它的引力如此之强，以至于任何物体，哪怕是光量子，都无法逃离它。黑洞的边界叫做事件视界，它的大小叫做引力半径。关于它们的形成还有几种假说，最常见的是大质量恒星的引力坍缩。

事实上，这一实质性发现使用了完全巧妙的数学方法，不仅有助于再次检验广义相对论的正确性，也为寻找致密超大质量天体提供了工具。

目前，在牛津大学担任数学系系主任的英国科学家RogerPenrose通过数学发现，黑洞的形成是广义相对论的自然结果。