Važno svojstvo mase i energije je da su uvijek pozitivne. Zato gravitacija uvijek djeluje tako da se tijela međusobno privlače.

Na primjer, gravitacija Zemlje privlači sve prema sebi, pa tako i na suprotnoj strani svijeta. Zato u Australiji ljudi ne padnu sa svijeta. Slično tome, gravitacija Sunca drži planete na stazi oko njega i sprečava Zemlju da ne odjuri u tamu međuzvjezdanoga prostora. U skladu s općom teorijom relativnosti, činjenica da je masa uvijek pozitivna znači da je prostor zakrivljen u sebe, poput površine Zemlje. Kad bi masa bila negativna, prostorvrijeme bi bilo zakrivljeno na drukčiji način, poput površine sedla.

Ovu pozitivnu zakrivljenost prostorvremena, koja odražava činjenicu da je gravitacija privlačna, Einstein je vidio kao velik problem. Tada je bilo rasprostranjeno uvjerenje da je svemir statičan, a ako su k tome još prostor, a naročito vrijeme, bili zakrivljeni u same sebe, kako bi svemir mogao nastaviti zauvijek u više ili manje istom stanju u kakvome je sada? Einsteinove izvorne jednadžbe opće teorije relativnosti pretkazive su pak svemir koji se ili širi ili steže. Einstein je stoga dodao jednadžbama jedan dodatni član koji uspostavlja odnos između mase i energije svemira s jedne strane te zakrivljenosti prostorvremena s druge.

Ovaj takozvani kozmološki član sadržavao je odbojni gravitacijski učinak. Tako je dakle bilo moguće uravnotežiti privlačenje izazvano materijom i odbijanje izazvano tim kozmološkim članom u jednadžbama. Drugim riječima, negativna zakrivljenost prostorvremena proizvedena kozmološkim članom mogla bi poništiti pozitivnu zakrivljenost prostorvremena proizvedenu masom i energijom u svemiru. Na ovaj bi se način mogao održati model svemira koji bi trajao zauvijek u istome stanju.

Da je Einstein bio ostao vjeran svojim izvornim jednadžbama, bez kozmološkog člana, on bi pretkazao svemir ili u širenju ili u stezanju. Ali u ono se doba smatralo da se svemir vremenom ne mijenja, sve dok nije Edwin Hubble godine 1929. otkrio da se daleke galaktike udaljuju od nas. Svemir se širi. Einsten je kasnije nazvao kozmološki član u jednadžbama “najvećom pogreškom mog života.” Bez kozmološkog člana ili s njim, činjenica da materija uzrokuje savijanje prostorvremena u sebe ostala je problem, premda općenito nije bio prepoznat kao takav.

A on je značio to da bi materija mogla zakriviti neko područje oko sebe tako jako da bi zapravo izrezala samu sebe iz ostatka svemira. To bi područje postalo ono što je kasnije nazvano crna jama. Predmeti bi mogli upasti u crnu jamu, ali ništa ne bi moglo pobjeći iz nje. Da bi se iz nje izašlo, moralo bi se putovati brže od brzine svjetlosti, što ne dopušta teorija relativnosti. Materija bi dakle u crnoj jami bila uhvaćena u zamku i urušila bi se do nekog nepoznatog stanja vrlo visoke gustoće. Einstein je bio duboko uznemiren dubljim smislom tog kolapsa te je odbio povjerovati da se on događa.

Ali Robert Oppenheimer je 1939. pokazao da bi stara zvijezda, mase veće od dvostruke mase Sunca, neizbježno doživjela urušavanje nakon iscrpljenja sveg svojeg nuklearnog goriva. Drugi su se znanstvenici mnogo više bavili fizikom koja se mogla proučavati na Zemlji. Oni nisu imali povjerenja u pretkazanja o dalekim prostranstvima svemira, jer im se nije činilo da bi mogla biti dokazana promatranjima. Međutim, veliko poboljšanje u dosegu i kvaliteti astronomskih promatranja šezdesetih godina ovog stoljeća dovelo je do novog zanimanja za gravitacijski kolaps i za prve trenutke svemira. Bilo je ostalo nejasno što je Einsteinova opća teorija relativnosti točno predviđala u tim situacijama, sve dok Roger Penrose i ja nismo dokazali neke teoreme. Oni su pokazali da činjenica o zakrivljenosti prostorvremena u sebe podrazumijeva i postojanje singulariteta, mjesta gdje prostorvrijeme ima neki početak ili kraj.

Trebao bi imati početak u Velikom prasku, prije otprilike petnaest milijardi godina, a kraj bi došao za neku zvijezdu onda kad bi nastupio kolaps, a isti bi kraj zadesio i sve što upadne u tu crnu jamu, preostalu nakon urušavanja zvijezde. Činjenica da je Einsteinova opća teorija relativnosti proizvela singularnosti dovela je do krize u fizici.

Jednadžbama opće relativnosti, koje dovode u svezu zakrivljenost prostorvremena s raspodjelom mase i energije, ne može se dati značenje singularnosti. To znači da opća relativnost ne može predvidjeti što proizlazi iz singularnosti. Posebno važno, opća relativnost ne može proreci kako bi svemir započeo u Velikom prasku. Dakle, opća relativnost nije potpuna teorija. Potreban joj je dodatni sastojak zato da se odredi kako bi svemir započeo i što bi se dogodilo kad se materija uruši u sebe pod stiskom vlastite gravitacije.