黑洞是爱因斯坦广义相对论预测出的一种天体，根据广义相对论，凡是存在质量的物体，就会对所在的时空产生影响，使周围的时空产生不同程度的弯曲，从而这个物体之外的其它物体，就会沿着弯曲的空间进行运动，因此广义相对论从另外一个角度，很好地诠释了万有引力产生的原因，对于人们深入认识宇宙运行和演化规律提供了重要理论支撑。
通过广义相对论，可以推测出，当物体质量非常大时，就会地周围的时空产生最大程度的弯曲，以至于光线都被束缚住，从而我们无法通过仪器直接观测到从黑洞中发出的任何信息。有的朋友不禁心生疑问，光线既然可以达到最高速度，表明其没有质量，那么根据万有引力定律，没有质量的物体不可能会受到引力作用，那么为何还会被黑洞吸住呢？
在这里我们首先要澄清一下这个光线有无质量的问题。在物理学中，质量表达的是物体所含物质的多少，其数值并不会因为物体的状态、形状和位置而发生改变，是物体的基本物理属性之一。爱因斯坦在提出狭义相对论时，将物体的质量看作了一个相对的概念，即物体的质量会随着运动速度的改变而发生变化，直至物体达到最高的速度－光速，其质量就会变得无穷大，因此对于有质量的物体来说，其运动速度永远无法突破光速，因为没有超过无穷大的能量来提供动力来源。那么，在狭义相对论中所提到的物体的质量，与传统物理学中的质量的概念就有一个区别，那就是相对性。
在狭义相对论中，运动物体的质量与初始质量之间的关系式为：m=m’/sqrt(1-v^2/c^2)，这就是著名的质速方程，通过这个方程，并运用动能定理和定量定理以及微积分变换，可以推导出物体所含有的能量E=m*c^2-m’*c^2，于是得出了另一个著名的定理－质能方程，它所表达的意义是在不同的惯性参照系内，物体所具有的能量与它本身质量之间的关系，在这里m和m’分别是不同惯性参照系的物体质量，也就是说是物体的运动质量和初始质量（静止质量），在不同惯性参照系下物体的这两个相对质量发生变化，从而对应着物体能量的变化，因此物体的质量和能量是一种对应的关系，而绝非简单的转换关系，它们是一个统一的整体。
对于光线来说，其是由光子所组成，光子一经产生就具有最高的运动速度，没有加速过程，因此它没有相对论中所说的静止质量，但是在真空中却有着恒定的运动质量。那么按照万有引力定律，另外一个有质量的物体和光线之间，势必也会存在着引力作用，这与它们的运动速度无关，但与它们的运动质量乘积成正比，只不过具体到一般的物体来说，由于单个的光子运动质量非常小，对于光子的引力表现得不甚明显而已，但是对于质量较大的宇宙天体，比如恒星、中子星以及黑洞来说，这个引力就显得比较可观了。
在大质量天体对光线的引力作用下，光线就会沿着弯曲的时空进行运动，科学家们在观测地外天体时，经常会用到引力透镜的方法，即被大质量天体遮掩下，从观测者和这个大质量天体连线以后星体发出的光线，在通过该大质量天体时就会发生弯曲，从而绕过这个天体最后到达地球，我们就会通过仪器观测到由偏折光线所形成的目标天体的像，因此引力透镜法被称为我们观测宇宙的“放大镜”，这种效应其实也是爱因斯坦广义相对论所预测的一种现象，这种现象既是质量引发时空弯曲的有力证据，同时也是光线具有运动质量的生动体现。
而黑洞作为一种非常特殊的天体，它是在质量非常巨大的恒星在生命末期，经过超新星爆发之后，剩余的核心继续发生着无限的坍缩作用所形成的，最终形成了一个坍缩到体积无限小、质量无限大、引力非常高的奇点，在其巨大引力作用下，形成了极高的空间曲率，在此曲率之下光线虽然也在进行传播，不过却是沿着无限弯曲的测地线行进的，在光线本身看来一直在直线运动，而实际上却是围绕着黑洞的中心在绕行，始终无法突破黑洞的束缚，这个光在黑洞以内所能达到的最远距离，被称为黑洞的事件视界，对于事件视界以内的任何信息，我们都无法通过任何的手段加以获取。
因此，无论是从黑洞内部发生的光，还是从外界射入黑洞的光，都会在黑洞极强的引力作用造成时空弯曲的影响下，沿着非常大的曲率在进行着测地线运行。而没有进入到黑洞事件视界以内的光线，则有一定的几率在较小的时空弯曲下发生偏振到达地球，从而使得宇宙空间中的这片“虚无之地”被我们间接地观测到。
因此，我们通过狭义相对论中关于质能方程的理解、广义相对论中关于时空弯曲的理解，都能充分说明光线具有运动质量的事实。也正是光线具有运动质量，才让我们通过间接的方法证实了黑洞的存在。
