黑洞可以说是宇宙中最奇特的天体，它的引力强大到连光都无法逃逸。黑洞之所以看起来是黑色，正是因为它周围的光无法逃离出来，进入我们的眼睛。那么，这是否意味着，黑洞是个只进不出的地方，真的没有任何东西能够从那里逃出来吗？答案当然是否定的！
物理学界一直有一个难题。在热力学第二定律中，熵表示一个物体的无序程度，万物都是由有序趋于无序，熵总是在不断增加的。但如果把具有熵的物体丢进黑洞里面，那岂不是表明这些熵被消灭掉了吗，因为黑洞里面什么都没有，也不会存在分子的重新排列，因而黑洞似乎不可能会具有熵?如果黑洞是熵的“坟墓”，那就意味着宇宙中的熵在不断减少，这显然违背了热力学第二定律。几乎所有人都认为，热力学第二定律在黑洞问题上失效了，直到霍金提出了霍金辐射的概念。
霍金实现了量子力学与广义相对论的局部统一，他把量子场引入了黑洞。在微观世界中有一个神奇的现象，那就是能量能够凭空产生，又瞬间消失，这个现象被称为量子涨落。量子涨落能够使虚空瞬间产生一对正反粒子，比如电子与正电子，然后又突然湮灭消失，以符合能量守恒定律。
霍金考虑了这种无处不在的量子涨落，它在其它任何地方都是一样的——粒子対随机产生，相互靠近，然后迅速湮灭消失。但在黑洞边界上，情况就大不一样了。霍金推测，如果虚空中产生的粒子対距离黑洞足够近，其中一个粒子可能会被黑洞吸进去，而另一个就会逃逸到太空。在遥远的观测者看来，从黑洞视界外侧逃逸的正能量粒子，就像辐射一样，所以这种效应被命名为霍金辐射。
霍金辐射证实了黑洞存在熵的观点，只要我们同时考虑黑洞表面积的熵与辐射物质的熵，那么黑洞就不再是熵的坟墓了，它并没有违背由于它向外带走能量，所以黑洞的的质量是逐渐变小的，它同时也向外带去信息，所以也不违背信息守恒定律。
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