爱因斯坦提出了广义相对论，用引力场方程和测地线方程两个基本方程，深刻地描述了宇宙中物质引力之间的相互作用效应。用最简单的话说，其核心思想是，宇宙中任何有质量的物体都可以导致周围的时空弯曲，而物体会继续在弯曲的时空中做它们的“惯性运动”。

广义相对论的提出，很好地证实了科学家在宇宙观测中发现的许多现象，一些难题也得到了轻松的解决，特别是爱因斯坦根据广义相对论对黑洞和引力波的预测，完全开阔了人们的视野。曾经被认为是不可能的宇宙现象，后来被实验和观察证实了。
当你谈论广义相对论时，你不得不提到宇宙中最极端的物体——黑洞。根据广义相对论，宇宙中一定存在密度非常大的物体。它的质量如此之高，以至于会对周围的时空产生弯曲效应，即使是宇宙中速度最快的光也无法逃离它，就像一个黑暗的无底洞，天文学家把它命名为“黑洞”，这是一个源自广义相对论的概念。宇宙中的任何物体，只要在一定的限度内靠近黑洞，都会在强大的引力作用下落入黑洞的中心，这相当于黑洞吞没所有靠近的物体。
按照上述推测的逻辑，科学家们自然会问，被黑洞吞噬的物质在哪里?一些科学家认为宇宙中存在一个与黑洞相反的白洞。但是白洞只是现在才出现的纯粹的推测，根本没有观测到的证据。
霍金基于海森堡的不确定原理，在黑洞的巨大引力作用下，其中一个粒子将被黑洞吸收，并将加速下降到黑洞的奇点，而另一个粒子将做相反的运动并被喷射到太空中。如果把黑洞看成一个整体，它的能量(质量)也会丢失，并通过辐射释放到外太空。这种现象被称为“霍金辐射”。