1、1965到1970年,他认为大星燃烧耗尽会继续坍缩直至达到具有无限密度的奇点,这个奇点,引力场特别强大使得光线不能从围绕它的区域逃逸,而被引力场拉回去。这就叫做黑洞,黑洞的边界叫做时间视界,任何通过事件视界的东西掉进黑洞后都在奇点达到其事件的终结。他还证明了黑洞的面积定理,即随时间的增加黑洞的面积不变。
2、1970到1974年,主要研究黑洞,做出了毕生最令人吃惊的发现:黑洞不是完全黑的。在宇宙意义的微观尺度上,粒子和辐射可以从黑洞漏出来。黑洞附近的强大引力场引起粒子反粒子对的创生,粒子对中的一颗粒子落进黑洞,而另一颗逃到无穷远去,逃逸的粒子好象是从黑洞里发射出来的,这就是著名的霍金辐射。
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