Tính toán của Kerr thừa nhận điểm kỳ dị, chân trời sự kiện, và bán kính Schwarzschild, và các tính chất khác của hố đen rút ra từ tính toán của Schwarzschild. Tuy nhiên, tốc độ quay cực nhanh vốn có trong một hố đen Kerr tạo ra một tình cảnh phức tạp và năng động hơn.

Như một ngôi sao, hành tinh và các thiên thể bình thường khác, hố đen, các nhà khoa học đã phát hiện ra được chúng trong những năm gần đây, có những tính chất vật lý để phân biệt chúng với những thứ khác. Vì tính chất phi thường của hố đen, đặc biệt là chúng đen và vô hình, nên có rất ít tính chất của chúng có thể đo đạc được từ bên ngoài.

Để hiểu biết các ngôi sao chết đi như thế nào và tạo ra các thiên thể cực đặc cần một số hiểu biết về các ngôi sao sống như thế nào. Cũng giống như con người chịu vòng đời không thể tránh khỏi, các ngôi sao sinh ra, sống cuộc sống của mình, và cuối cùng là chết đi.

Tiên đoán của thế kỷ hai mươi về sự tồn tại của hố đen đã nêu ra một câu hỏi là bằng cách nào một thiên thể kỳ dị như vậy được hình thành. Qua thời gian, các nhà khoa học bắt đầu nhận ra có nhiều câu trả lời cho câu hỏi này, dựa vào kích thước của hố đen. Suốt từ thời của Michell và Laplace, các nhà thiên văn học và vật lý học đã tập trung vào kích thước của thiên thể có lực hấp dẫn lớn. Vì vậy nhiệm vụ tìm hiểu một thiên thể như vậy hình thành như thế nào được tập trung vào vòng đời và các quá trình vật lý của chúng trong phạm vi các vì sao.

Mô tả của Michell và Laplace về sao tối và các thiên thể vô hình lúc đó hoàn toàn thuộc về lý thuyết. Họ không có một chứng cứ nào về những thiên thể kỳ lạ này, và một lượng lớn các nhà khoa học nghĩ rằng thiên thể như vậy không thể tồn tại. Vì vậy, không ai ngạc nhiên khi những tiên đoán về hố đen này chỉ là sự tò mò về toán học. Và hơn một thể kỷ sau đó vài nhà khoa học mới bắt đầu suy nghĩ về chúng.

Hiện nay hầu hết mọi người đều đã nghe nói đến hố đen. Nhưng rất nhiều người không chuyên không biết những vật thể kỳ lạ này chính xác là cái gì và chúng có khả năng làm được những gì. Một phần là do cái tên của nó hơi không chính xác. Hố đen không phải đơn giản là một cái lỗ không có gì cả, hay trống rỗng, trong không gian, mà là một thực thể trong vũ trụ với khối lượng rất lớn. (Khối lượng là đơn vị đo lượng vật chất có trong một vật thể.) Một hố đen có cấu trúc lỗ hay đường hầm; nhưng không trống rỗng, nó có các tính chất vật lý, những thứ có thể đo được bằng các dụng cụ của con người.

Quan niệm về hố đen luôn đè chặt lên trí tưởng tượng của loài người. Đó là một vật thể có lực hấp dẫn lớn đến nỗi ánh sáng cũng không thể nào thoát ra nỗi và là nơi mà hầu như mọi định luật của tự nhiên đều bị phá vỡ.

Cuốn sách này được lấy từ cuốn Black Hole của tác giả Don Nardo do Trịnh Khắc Duy và Nguyễn Văn Long (PAC) dịch. Chúng tôi dịch nó không có mục đích gì hơn là phổ cập kiến thức cơ bản về thiên văn cho mọi người. Bạn đọc được toàn quyền in nội dung của nó ra với mục đích cá nhân và phi thương mại. Nếu muốn phát hành ở trang web khác bạn làm ơn ghi nguồn là PAC và http://dacvn.com.

Một câu hỏi phổ biến là những thiên hà ở xa sẽ chuyển động ra xa chúng ta nhanh hơn tốc độ ánh sáng hay không? Có nghĩa là, nếu vận tốc tỉ lệ thuận với khoảng cách, và nếu chúng ta xét với những thiên hà đủ xa thì chúng ta có thể có vận tốc lớn như vậy hay không, trong sự vi phạm của thuyết tương đối hẹp?

Hấp dẫn Newton là cách hoàn hảo để nghiên cứu vũ trụ học nếu bạn chưa học về thuyết tương đối rộng. Thực tế, phương trình Friedmann là phương trình quan trọng nhất, nó mô tả sự giãn nở của vũ trụ. Phương trình này được suy ra cả khi sử dụng lý thuyết hấp dẫn của Newton hoặc lý thuyết tương đối rộng. Tuy nhiên, hấp dẫn Newton đôi khi rất là chặt chẽ và thuyết tương đối rộng sẽ làm đầy đủ thêm. Chúng ta sẽ không cần đến thuyết tương đối rộng trong chương này.

Mỗi thứ trong vũ trụ đều được tạo ra từ các hạt cơ bản, và hành vi của vũ trụ phụ thuộc vào thuộc tính của những hạt này. Trong cuốn sách này chúng tôi sẽ đề cập đến một loại hạt xa hơn có lẽ tồn tại trong vũ trụ của chúng ta, loại hạt này không có trong Mô hình chuẩn của lí thuyết hạt. Nó được gọi là vật chất tối, và những thuộc tính của nó bất định và là một vật chất gây tranh cãi liên tục giữa các nhà vũ trụ học.