霍金辐射的运作机制
量子真空并非空无一物——它不断产生虚拟粒子与反粒子对，并几乎瞬间湮灭。在黑洞事件视界附近，其中一个粒子可能落入黑洞，而另一个则逃逸出去。对于遥远的观察者来说，逃逸的粒子看起来就像是黑洞发出的热辐射。其能量来自黑洞的质量——因此黑洞会损失质量并最终蒸发。
黑洞的温度
霍金证明，黑洞会以温度 T = ħc³/(8πGMk_B) 作为完美的黑体发射辐射，其中 M 是黑洞的质量。恒星质量黑洞的温度远低于宇宙微波背景，其蒸发时间远长于宇宙的年龄。只有原始微型黑洞才可能在可观测的时间尺度内蒸发。
信息悖论
霍金辐射引发了“黑洞信息悖论”：如果黑洞由某种结构化的量子态形成，并蒸发成热辐射，那么信息去了哪里？量子力学禁止信息销毁。这一悖论困扰了理论物理学家40年。目前大多数理论家认为信息是保存下来的，编码在霍金辐射的细微相关性中——但完整的证明仍未完成。
常见问题
什么是霍金辐射？
霍金辐射是指由于事件视界附近的量子效应，预测由黑洞发出的热辐射。它源于视界附近虚拟粒子对的分离，其中一个粒子作为辐射逃逸。这导致黑洞损失质量并最终蒸发。
霍金辐射被探测到了吗？
没有。任何已知天体物理黑洞的霍金辐射温度都远低于宇宙微波背景温度，以至于目前的技术无法探测。探测它需要原始微型黑洞或实验室模拟装置。
什么是黑洞信息悖论？
如果黑洞由特定的量子态形成，并蒸发成无特征的热辐射，那么原始信息似乎被销毁了——这违反了量子力学的幺正性。大多数理论家现在认为，信息被保存在霍金辐射的细微相关性中，但完整的证明（“Page曲线”）仍然是一个活跃的研究领域。