黑洞是如何形成的？我们都知道恒星的质量非常大，大到可以在恒星中心引燃核聚变，而这核聚变又释放出巨大的能量和辐射来抵抗引力对恒星的收缩作用。但核聚变总有耗尽的一天，当恒星内部的聚变燃料全部耗尽时，恒星内部向外辐射的能量就不足以抵抗向内的引力了。这时候引力就会向内压缩。
如果这颗恒星比太阳小一些，那么这颗恒星压缩到最后会由于电子的量子排斥效应（就是费米子的泡利不相容原理）和引力平衡下来，恒星变成一颗密度为每立方英寸几百吨的白矮星或者褐矮星。如果恒星的质量再大一些，那么电子之间的排斥作用就不足以抵抗引力了，电子会被挤压进原子核内，形成由中子组成的中子星，并由中子之间的排斥作用与引力相平衡。这时恒星的密度大概是每立方英寸几亿吨。
如果恒星的质量再大一点，超过大约1.5倍的太阳质量（叫做强德拉塞卡极限），那这时候中子之间的排斥作用也无法抵抗引力了。恒星会进一步压缩，这时候恒星会致密到无法想象的程度，其表面的引力会强到连光也逃不出去了。于是就形成了黑洞。