1974年，霍金髮現了一個有意思的事情：黑洞並不完全是黑的。根據愛因斯坦的廣義相對論，黑洞不會允許任何事物（包括光）逃離自己的強大引力。但霍金髮現重要的結果卻是，黑洞正在以量子力學的方式發出輻射。
如果是這樣的結論，就必須加個前提，比如賦予黑洞一定的溫度。因為只要黑洞有了溫度，最基本的物理學定義都可以證明它必然會發出輻射。
黑洞熵
當然這個溫度的前提並不是僅一句話這樣簡單，這裡要認識一個新名詞——熵。熵是一種無序和隨機的度量，例如桌子上放著一大摞翻開的書，它們就處於一種高度無序的高熵狀態；相反，如果這些書按首拼音擺在一起，顯得整齊劃一的話，它們就處於一種高度有序的低熵狀態。
物理學家對此還有一個明確的定義：數值越大，熵越大；數值越小，熵越小。我們無需理解的太過深刻，只需要認識熵是精確度量物理系統總體無序性的一個完全量化的量子力學概念即可。
多數物理學家認為，黑洞似乎是這個宇宙最有序的事物了，僅它強大的引力場就能證明這一點。所以黑洞恐怕沒有更多的結構造成無序，就像桌子上只有「黑洞」這一本書，隨便放也混亂不起來。那麼這樣看來，黑洞就是低熵的事物，熵越小，數值也就越小，輻射當然也就越小。
計算黑洞的溫度
更直觀來說，黑洞的溫度即它的輻射——由它自己的引力場強度決定。物理學家甚至計算了相應的量：大約是3個太陽質量的黑洞，溫度只比絕對零度高一億分之一攝氏度，不是零，只是小的十分可憐。
因為這樣的輻射太微弱了，再加上熵定義，黑洞的質量越小，溫度才會越高，只有這樣輻射才會更強。比如一顆小行星質量的黑洞能產生一噸原子彈當量的輻射，不過這裡的輻射種類是電磁波。不過這樣小的黑洞還沒有被發現過，甚至還不知道宇宙中會不會存在這樣小的黑洞。
黑洞質量越大，產生的輻射也就越小，而熵卻相反。這裡我們再用上那個假設中的3倍太陽質量黑洞，它的熵大約是1後面跟78個零，質量越大，熵隨之變大。如果再假設那顆小行星大小的黑洞的話，恐怕它的熵還要再多很多個零。
這樣看來霍金說的是對的，無論黑洞的質量是大還是小，它們都在向外散發著輻射。我們可以通過那驚人的無序來針對計算黑洞熵的數值，再比對出輻射的大小，最後得出黑洞的溫度。
有意思的是，即使我們通過量子力學計算出了黑洞的溫度，可目前最能體現黑洞表象的廣義相對論卻沒半點參與其中。所以，雖然霍金一語道破了黑洞溫度的秘密，但是如果愛因斯坦還活著，絕對會大發雷霆。說不定在強烈反對霍金的同時，還會思考出另一套理論，用來專門證明黑洞的溫度呢。