Melnie caurumi ir kosmosa punkti ar tik lielu gravitācijas spēku, ka pat gaisma nevar izkļūt no tiem. “Atgriešanās punkts” ap melno caurumu tiek saukts par notikumu horizontu. Melnie caurumi veidojas vai nu tad, kad sabrūk zvaigzne, kas lielāka par 20 Saules masām, vai arī tad, kad sabrūk viss galaktikas kodols. Galaktikas sabrukuma melnie caurumi atbrīvo milzīgu enerģijas daudzumu, ko var novērot miljardiem gaismas gadu attālumā. Šī enerģija rodas no krītošās vielas berzes pret sevi — no paša melnā cauruma nevar izplūst starojums.
Melnie caurumi ir viena no intriģējošākajām astrofizikālajām parādībām Visumā. Tie ir piesaistījuši sabiedrības iztēli un daudzu slavenu fiziķu, tostarp Alberta Einšteina un Stīvena Hokinga, veltītu pētījumu. Melnie caurumi ir interesanti no fiziķu viedokļa, jo tos var izsmeļoši raksturot tikai ar trim vērtībām: to masu, rotāciju un lādiņu. Nedaudz atšķirīgas teorijas tiek izmantotas, lai aprakstītu melno caurumu uzvedību, kas rotē pret nerotējošu, lādētu un neitrālu.
Lielākā atšķirība starp melnajiem caurumiem nav to rotācija vai lādiņš, bet gan to masa. Zināmie melnie caurumi grupējas ap diviem masas līmeņiem: zvaigžņu masas melnajiem caurumiem, kuru lielums ir no 1.5 līdz 14 Saules masām, un supermasīvajiem melnajiem caurumiem ar miljoniem vai miljardiem saules masu. Zvaigžņu melnie caurumi rodas katru reizi, kad zvaigzne ar vairāk nekā 20 Saules masām iztērē visu savu kodoldegvielu un sabrūk.
Supermasīvie melnie caurumi, visticamāk, veidojās pirms miljardiem gadu, Visuma vēstures sākumā, un tie saglabājas arī mūsdienās. Pašlaik tiek uzskatīts, ka katras galaktikas centrā ir supermasīvs melnais caurums, un tiek uzskatīts, ka ir novēroti vismaz 30. Lielākā daļa astronomu uzskata, ka Sagittarius A*, Saules sistēmas lieluma apgabals, kurā ir 2.6 miljoni saules masu, ir Piena Ceļa supermasīvais melnais caurums.
Var pastāvēt divas papildu melnā cauruma kategorijas. Pirmais ir starpposma melnie caurumi, kuru masa ir no 14 Saules masām līdz miljoniem. Īpaši gaismas rentgenstaru avoti, ilgstoši rentgenstaru avoti citās galaktikās, iespējams, ir vidējas masas melnie caurumi vielas uzkrāšanās procesā. Ja tie patiešām ir vidējas masas melnie caurumi, to masa ir aptuveni simts tūkstošu Saules masu. Daži astronomi ir arī novērojuši objektu netālu no mūsu galaktikas centra, kas teorētiski ir vidējas masas melnais caurums ar 1,300 Saules masām.
Otrs neapstiprināto melno caurumu veids būtu mikro melnie caurumi, kas tiktu izveidoti daļiņu paātrinātājos vai Lielā sprādziena rezultātā. Neviens vēl nav novērots, lai gan dažiem astrofiziķiem ir aizdomas, ka tie pastāv, un izstrādā teleskopus, lai tos meklētu