下面是這篇文章將要講述的三個知識點通俗解釋：
黑洞無毛定理：任何天體在坍縮為黑洞後，它的基本性質只剩三個：質量、角動量以及電荷
霍金輻射：黑洞會不可避免的失去質量，如果得不到補充，黑洞將逐漸縮小直到完全蒸發消失
黑洞信息悖論：物體進入黑洞所攜帶的信息是否會隨著黑洞蒸發而消失
黑洞模擬圖
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在“恆星演化的兩個重要極限”以及“從暗星到黑洞”這兩篇文章中，我們對恆星坍縮以及史瓦西黑洞有了一定的瞭解，而且還知道了史瓦西黑洞實際上是最簡單的一種黑洞（無自轉、無電荷），此外還存在著三種不同的黑洞。它們分別是：克爾黑洞（自轉、無電荷）、雷斯勒-諾德斯特洛姆黑洞（無自轉、帶電荷）、克爾—紐曼黑洞（自轉、帶電荷）
說到這，估計有讀者就發現了，關於這四種黑洞的描述，似乎只有“是否自轉”以及“有無電荷”，如果再加上“質量”這一必備要素，是不是黑洞的描述僅僅只需要三個要素：質量、電荷以及角動量呢？
奧卡姆剃刀為黑洞理髮
沒錯，還真是這樣。要知道完整精確的描述一個物體，不管這個物體是多麼的普通、多麼的不起眼，都是一項近乎不可能的事情，因為“完整”一詞就代表著你得一個不落的包含物體裡的每一個微觀粒子，而“精確”一詞代表著你得確定每一個微觀粒子的運動狀態甚至是它們的內部構造，所以說，真正意思上的完整和精確是幾乎不可能實現的。
但這件近乎不可能的事卻發生在了黑洞身上，因為從黑洞外部（視界外）描述一個黑洞，那太簡單了，我們不要去精確考慮它的原先天體（即坍縮前的天體）的每項特徵，比如磁場、形狀、組成物質等等，我們只需要瞭解到剛才所講的三樣基本性質即可，因為那就是它的“全部家當”。
這就是黑洞無毛定理，實際上也有人叫它黑洞三毛定理，叫法什麼的不必太過在意。雖然這幾個詞在某些語境下，似乎有點其它意味，不過事實證明，絕大多數人都是懷揣著對宇宙的好奇而欣然接受了這幾個詞語。
黑洞無毛
雖然黑洞無毛定理似乎告訴我們，人類能掌握的黑洞情況也就只能這麼多了，畢竟你即便是進入了視界，看到了內部情況，但你也不能把信息發送出來。但凡事沒有那麼絕對，如果我把量子理論和熱力學用到黑洞上，會發生什麼樣的反應呢？
下面要說的就是著名的霍金輻射了，雖然是以霍金冠名，但我們還是得從一位以色列物理學家雅各布·貝肯斯坦說起，當時他還是20出頭的有志青年，並且師從著名物理學家約翰.惠勒。
雅各布·貝肯斯坦
貝肯斯坦在1972年提出了黑洞存在熵，而且黑洞熵還與其表面積成正比。出發點很簡單，就是熱力學第二定律，因為物體在沒有被黑洞吞走之前，是有熵的，那麼即便是吞下去了，而且相對論認為那些進去的物體都會不可避免的集中到一個無窮小的奇點上，但也不可能消失啊，否則就違背熱力學了。
而當時霍金已經證明了黑洞面積不減原理，因此雅各布·貝肯斯坦就敏銳的意識到，面積不減不就正好類似於熵增嗎？於是就寫了篇論文，結論就是上段的第一句。
黑洞合併面積不減
當霍金聽到這個消息後，眉頭一皺，甚至有些想笑。如果黑洞有熵，那就意味著有溫度，而有溫度就意味著黑洞要對外產生熱輻射，而這一點明顯違背了黑洞定義，因為事件視界內的東西是跑不出來的，即便是光都沒法出來。
雖然霍金當時並不信任這個假設，但大師到底是大師，很快便意識到：如果將量子理論帶入黑洞，這位學生的觀點似乎是可以成立的。僅僅兩年之後，霍金就宣佈了一項結果：黑洞真的可以對外輻射。
不過輻射的實現過程卻比較奇特。考慮到量子漲落存在於宇宙各個角落，那麼黑洞附近也不能避免，如果正好有一對虛粒子對出現在視界附近，那麼會發生什麼呢？
有三種情況會發生：
①這一對虛粒子全部被黑洞吸入，由於原本虛粒子對的出現和消失就是極其迅速的，即便不被黑洞吸入，它們也會相互湮滅，完全消失，因此被黑洞吸入後，不會出現任何特殊情況
②這一對虛粒子都沒有被吸入，而是在外面就相互湮滅消失了
③這一條是最重要的，就是有一個被吸進入，而留了另一個在外面。並且這種情況下，只會出現一種情況，即帶有負能的粒子進入黑洞，留下正能粒子在外面，為什麼呢？難道不會出現正能粒子進入黑洞，而負能留在外面嗎？
還真不能，這是由負能粒子不能單獨長期存在於外部時空的特性決定的，也就是說，如果先吸走一個正能粒子，那麼負能粒子由於不能獨自存在，因此它也會跟著進入黑洞，也就是雙雙墜入黑洞。
霍金輻射
正如上上段所講的情況，由於負能粒子進入黑洞，因此黑洞的質量就會減少，而對外表現就是一個正能粒子飛走了，好似黑洞對外釋放了能量，這種情況就被稱為霍金輻射。
雖然霍金輻射相當於在理論上證明了黑洞具有壽命，但同時也產生了一個新的問題，即信息是否會丟失。
要知道原本物體的是攜帶著大量的自身信息進入黑洞的，而現在黑洞卻通過外部的量子漲落隨機的輻射能量，且這種輻射並不包含內部的任何信息，隨著不斷的能量釋放，黑洞終有一天會蒸發消失，而原先內部的信息也就完全丟失了，但量子理論認為信息不可丟失，於是就產生了所謂的黑洞信息悖論。（有關黑洞信息悖論，以後會寫一篇進行介紹）
霍金（1942-2018）
而關於這個矛盾，至今也沒有統一完善的解釋，不過這也讓黑洞成為了人們解決量子理論與廣義相對論衝突的重要舞臺。
本篇文章的內容到此結束。
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