理論上，只要經過一定程度的壓縮，任何物體都可以變成黑洞。黑洞最初是廣義相對論的預言，但通過經典物理學，可以推導出物體被壓縮到何種程度時就能變成黑洞。
黑洞之所以不發光，是因為黑洞的強大引力會把光束縛住（或者說光在黑洞的極端彎曲空間中無法逃脫出來），使得這種特殊天體的表面逃逸速度剛好就是光速。
假設一個天體的質量為M，半徑為r，離天體無窮遠之處的引力勢能為0，那麼，一個質量為m的物體在天體表面的引力勢能為-GMm/r。當物體的速度達到逃逸速度v時，物體可以在無動力的情況下襬脫天體的引力束縛逃脫到無窮遠的地方，物體的動能全部用於克服重力做功，由此可得下式：
如果把天體換成黑洞，表面逃逸速度換成光速c，這樣就能得到黑洞的半徑公式：
由於萬有引力常數G和光速c都是恆定的常數，所以黑洞的半徑只與質量有關，兩者成正比關係。
早在愛因斯坦提出廣義相對論一百多年前，英國自然哲學家米歇爾就已經提出“暗星”的概念，認為一種特天體的引力可以束縛住光。他通過計算發現，一個質量相當於太陽的暗星，它的半徑只有2.95公里。
後來，德國天體物理學家史瓦西在限定條件下解出了愛因斯坦的引力場方程，從而對黑洞有了正確的描述。根據史瓦西度規推導出的黑洞半徑公式與牛頓力學的結果相同。
基於黑洞的半徑公式，可以很容易計算出任何物體演變成黑洞的條件。地球的質量約為6億億億千克，當它被壓縮到半徑不到9毫米時才會演變成黑洞。而對於剛被直接發現的M87*超大質量黑洞，它的質量約為太陽的65億倍，對應的半徑可達190億公里，即126天文單位，超過海王星軌道半徑40倍。
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