根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，靜止的黑洞由三項可觀測的參數(shù)決定：質(zhì)量、電荷和角動量。只要一個物體變成了一顆黑洞或者掉進了黑洞，除這三個物理量外的一切信息都會消失在黑洞的視界之中。物理學家約翰·惠勒（John Wheeler）用“黑洞沒有毛發(fā)”來形容這一理論。 嚴格說來，黑洞外部觀測者會失去形成黑洞以及后來落入黑洞的物質(zhì)的幾乎全部信息，這就是“無毛定理”。 這就是“無毛定理”。所謂“毛”是指“信息”。黑洞只剩下總質(zhì)量、總電荷和總角動量3根“毛”可以被外界探知。 

黑洞是一個萬有引力極大的地方，它周圍的物質(zhì)會被引力拉進去，電磁輻射波也無法逃脫。目前，廣義相對論與量子力學尚不能相容，但遠離黑洞之處的引力效應卻微弱到依然可以使計算結(jié)果符合彎曲時空的量子場論框架。

1974年，霍金研究了一個黑洞附近的量子效應，結(jié)果表明黑洞并不是真正的黑色，黑洞輻射粒子，就像一個熱的物體發(fā)出熱量一樣，被稱為“霍金輻射”。霍金表示，量子效應允許黑洞發(fā)射精確的黑體輻射。這電磁輻射仿佛被一個溫度和黑洞的質(zhì)量成反比的黑體發(fā)出。

因為霍金輻射能夠讓黑洞失去質(zhì)量，當黑洞損失的質(zhì)量比增加的質(zhì)量多的時候，黑洞就會縮小，并最終蒸發(fā)消失。比較小的微黑洞的發(fā)散量通常會比正常的黑洞大，所以前者會縮小與消失的速度要比后者快。

舉例來說，一太陽質(zhì)量的黑洞的溫度僅有60nK；事實上，黑洞會吸收比自身發(fā)射多得多的宇宙微波背景輻射。一個質(zhì)量為4.5×10^22 kg的黑洞（與月球質(zhì)量相近）的溫度會保持在2.7K，并吸收與其發(fā)射數(shù)量相等的輻射。更小的原始黑洞則會散發(fā)比自身吸收更多的輻射，因此逐漸失去質(zhì)量。基本上，大質(zhì)量的黑洞可存活比較久一些。一般恒星死亡產(chǎn)生的黑洞可以活1066年，而星系黑洞則可以活1090年，這樣也可以說明為什么我們無法觀測到宇宙誕生時所產(chǎn)生的微黑洞，因為它們已經(jīng)蒸發(fā)殆盡。

霍金的分析成為第一個能令人信服的量子引力理論，不過目前還沒有實際觀察到霍金輻射的存在。NASA2008年6月發(fā)射了GLAST衛(wèi)星，它可以尋找蒸發(fā)的黑洞中γ射線的閃光。根據(jù)額外維度理論，大型強子對撞機也有可能創(chuàng)造出會自我消失的微黑洞。

在沒有霍金輻射的概念以前，物理界有一個難題，就是如果把有很多熵的東西丟進黑洞里，那豈不是把那些熵給消滅掉了嗎？但是熵在宇宙里是永增不減（熱力學第二定理）的，因此這代表黑洞應該也有很多熵，而有熵的任何東西都會釋放黑體輻射，因此黑洞也會釋放黑體輻射？但釋放的機制是什么？霍金輻射就解釋了黑洞釋放黑體輻射的機制。根據(jù)海森堡測不準原理，真空中會瞬間憑空且自然地產(chǎn)生許多粒子-反粒子（虛粒子）對，并且在極短的時間內(nèi)成對湮滅，在宏觀上沒有質(zhì)量產(chǎn)生，如果一個粒子對在黑洞附近形成，由于黑洞的引力場很強，導致配對誕生的正反粒子被扯開，有可能有一個跌入“事件視界”，而另一個沒有，從而被黑洞的引力提升成實粒子。但這樣就違反了能量守恒定律，所以另一個粒子的質(zhì)量一定是從黑洞本身的質(zhì)量而來——這就是黑洞釋放輻射的簡化解釋。

這也引發(fā)了一個問題，存儲在黑洞中的信息去哪里了呢？由于“霍金輻射”來自黑洞表面，霍金認為信息也將丟失。 信息會隨著黑洞蒸發(fā)而丟失，這一理論被稱為黑洞的信息悖論。

人們最初認為，雖然外部觀測者不能探知黑洞內(nèi)部物質(zhì)的信息，但這些信息并沒有從宇宙中消失，只不過隱藏在了黑洞的內(nèi)部?；艚疠椛浒l(fā)現(xiàn)之后，人們知道黑洞中的物質(zhì)最后將全部轉(zhuǎn)化為熱輻射，而熱輻射幾乎不帶出任何信息。這樣，形成和落入黑洞的物質(zhì)的信息將從宇宙中消失，信息不再守恒，不僅重子數(shù)守恒、輕子數(shù)守恒等定律不再成立，量子論的幺正性也將受到破壞。面對如此嚴重的理論困難，物理學家展開了激烈的爭論。理論物理學家大都相信信息守恒，堅信幺正性這一量子論的基石不會被破壞?？傊?，信息應該守恒。以霍金和索恩為代表的相對論專家則認為信息不一定守恒，幺正性完全有可能被破壞。

由于該結(jié)論與標準量子物理學定律不符，一直存在爭議。 現(xiàn)代量子物理學認定這種物質(zhì)信息是永遠不會完全消失的。近30年來，霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點?；艚鹪硎?，黑洞中量子運動是一種特殊情況，由于黑洞中的引力非常強烈，量子力學在此時已經(jīng)不再適用了。但是霍金的這種說法并沒有得到科學界眾多持懷疑態(tài)度學者的信服。為此，霍金和索恩與堅信信息守恒的普瑞斯基打賭。

2004年7月21日，在愛爾蘭的都柏林舉行“第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會”上，霍金宣布了他對宇宙黑洞的最新研究結(jié)果，霍金的態(tài)度來了個180度轉(zhuǎn)彎，表示自己原來的觀點錯了，信息應該守恒：黑洞并非如他和其他大多數(shù)物理學家以前認為的那樣，對其周遭的一切“完全吞食”，事實上被吸入黑洞深處的物質(zhì)的某些信息可能會在某個時候釋放出來：信息守恒。

原因是先前把黑洞想得太理想化了，把黑洞熱輻射也想得太理想化了。不過，霍金一直沒有給出嚴格的證明來支持自己的新觀點。索恩表示此事不能由霍金一個人說了算，他仍堅持信息不守恒的看法。普瑞斯基則表示沒有聽懂霍金的演講，不明白自己為什么贏了。這一牽扯到量子論基礎(chǔ)的敏感問題還遠未解決。