Nella teoria della gravitazione universale sviluppata da Newton (1642-1727) l'attrazione esercitata da un corpo su un altro è proporzionale al prodotto delle masse ed inversamente proporzionale al quadrato della distanza.
Questo significa che più vicine sono le masse, maggiore è la forza che esercitano. Immaginiamo adesso un pianeta. Quando si cammina sulla sua superficie si è soggetti ad un'attrazione che è proporzionale alla sua massa ed inversamente proporzionale al suo raggio, o meglio alla distanza dal suo baricentro. Questo equivale a dire che più è denso il pianeta e maggiore è la sua gravità di superficie. Ore pensiamo allo stesso pianeta che, per qualche motivo si restringe mantenendo però la stessa massa. Via via che diviene più piccolo noi che camminiamo sulla sua superficie saremo soggetti ad una sempre maggiore attrazione gravitazionale. Conseguentemente se lo volessimo abbandonare avremmo necessità di una sempre maggiore velocità, denominata velocità di fuga. Se il pianeta continua a diminuire di diametro si arriverà ad un punto in cui l'attrazione gravitazionale è talmente grande da impedire a qualsiasi cosa di sfuggire al suo campo gravitazionale. Tale attrazione diviene tanto grande da deformare lo spazio tempo in modo da impedire che anche la luce possa sfuggire ad essa: siamo in presenza di un buco nero.
Il fatto che la luce risenta dell'attrazione gravitazionale è stato dimostrato a più riprese. Di recente la sonda Cassini ha confermato con un livello di precisione mai raggiunto prima questo fenomeno previsto da Einstein (1879-1955), (Le Scienze n° 423 Novembre 2003, Einstein aveva ragione: ce lo dice Cassini).
Il raggio minimo al quale si verifica questo fenomeno si chiama raggio di Schwarzschild (1873-1916). Per la Terra tale raggio è di 9 mm. In pratica ciò significa che se il nostro pianeta arrivasse ad essere piccolo come una biglia di vetro diventerebbe un buco nero.
I buchi neri sembravano violare il secondo principio della termodinamica in quanto un corpo che cade in un buco nero va ad accrescere la massa del buco nero in proporzione alla sua massa ed energia, la sua entropia però sembrava perdersi. Hawking a Christodoulou dimostrarono nel 1970 che l'orizzonte degli eventi di un buco nero non può diminuire quando si aggiunge massa. Ciò significa che in pratica l'entropia dei corpi che cadono nel buco nero non viene persa, ma si traduce in un aumento dell'orizzonte del buco nero.
Nel 1972 Bekenstein propose che l'entropia di un buco nero fosse proporzionale alla superficie del suo orizzonte degli eventi. Più esattamente essa è uguale ad un quarto della superficie misurata in aree di Plank.
In seguito Hawking, nell'ambito dei suoi studi sul fenomeno di evaporazione dei buchi neri, fenomeno molto interessante che implica la fluttuazione del vuoto intorno al buco nero e la produzione di particelle da esso, calcolò per altre vie l'entropia dei buchi neri che risultò essere esattamente quanto previsto da Bekenstein. Tale conferma costituisce una conferma del vincolo olografico.