Niezgłębiona zagadka czarnych dziur

W OTW grawitacja jest skutkiem zakrzywienia czasoprzestrzeni przez masywne obiekty, takie jak gwiazdy. Planety krążą wokół gwiazdy w efekcie tego, że ich tor ruchu jest przez gwiazdę zakrzywiony wraz z przestrzenią. Gdyby gwiazda zniknęła, krzywizna lokalnej czasoprzestrzeni by się zniwelowała, a tor ruchu planety stałby się linią prostą. Wraz z rosnącą masą obiektu, rośnie też zakrzywienie czasoprzestrzeni, a jeśli dostatecznie ciężka gwiazda (dajmy na to 30 razy cięższa od Słońca) wypali swoje paliwo i będzie zapadać się pod swoim ciężarem, okaże się wtedy, że proces kolapsu przekroczy granicę zwaną sferą Schwarzschilda, za którą wszelki odwrót zostaje odcięty, nawet promienie świetlne wysyłane przez gwiazdę zostaną zawrócone ku jej powierzchni przez nadzwyczaj silne (i ciągle w miarę zapadania się wzrastające) pole grawitacyjne. Dla obserwatora pozostającego na zewnątrz sfery Schwarzschilda, wszystko to, co jest pod nią, staje się niewidzialne – stąd nazwa czarna dziura.

Inaczej rzecz ujmując, kurcząca się, masywna gwiazda gromadzi w relatywnie niewielkiej objętości na tyle dużą masę, że w pewnym momencie jej grawitacja sprawia, iż zapada się ona coraz bardziej gwałtownie, przyspieszając i potęgując proces. Istnieje jednak pewien moment, kiedy promień krzywizny czasoprzestrzeni sięga 10^-33 cm a odpowiadająca mu gęstość materii to 10⁹⁴ g/cm³ – to tak, jakbyśmy jeden centymetr podzielili przez liczbę 1 z 33 zerami, natomiast jeden gram pomnożyli przez liczbę 1 z 94 zerami i umieścili w objętości centymetra sześciennego. Po przekroczeniu tych wartości gwiazda zapada się dalej, w nieskończoność, i do dzisiaj nikt nie wie, co tak naprawdę dzieje się we wnętrzu czarnej dziury, gdzie jej objętość osiąga rozmiary punktu, a masa i grawitacja nieskończoność. Jest to osobliwość, w której znane prawa fizyki oraz OTW przestają funkcjonować na rzecz kwantowych efektów grawitacyjnych. Z kolei zaś, kwantowa teoria grawitacji nie została jak dotąd opracowana w sposób kompletny i poprawny, co stanowi wyzwanie i drogę współczesnej kosmologii i fizyki teoretycznej.