Lubang hitam
Lubang hitam (Inggris: Black hole) adalah bagian dari ruang waktu yang merupakan gravitasi paling kuat, bahkan cahaya tidak bisa kabur. Teori relativitas umum memprediksi bahwa butuh massa besar untuk menciptakan sebuah lubang hitam yang berada di ruang waktu. Di sekitar lubang hitam ada permukaan yang di sebut horizon peristiwa. Objek ini disebut ""hitam"" karena menyerap apapun yang berada disekitarnya dan tidak dapat kembali lagi, bahkan cahaya. Secara teoretis, lubang hitam dapat memliki ukuran apa pun, dari mikroskopik sampai ke ukuran alam raya yang dapat diamati. Teori medan kuantum dalam ruang-waktu melengkung memprediksi bahwa horizon peristiwa memancarkan radiasi disekitarnya dengan suhu yang terbatas. Suhu ini berbanding terbalik dengan massa lubang hitam, sehingga sulit untuk diamati lubang hitam bermassa bintang atau lebih.
Stephen Hawking
Sejak 1973, Hawking beralih ke kajian gravitasi kuantum dan mekanika kuantum. Karyanya di bidang ini dipicu oleh kunjungannya ke Moskwa dan diskusi dengan Yakov Borisovich Zel'dovich dan Alexei Starobinsky; karya kedua ilmuwan ini menunjukkan bahwa menurut prinsip ketidakpastian, lubang hitam yang berputar mengeluarkan partikel. Hawking baru tahu bahwa kalkulasinya menghasilkan temuan yang berlawanan dengan hukum keduanya (lubang hitam tidak akan bisa mengecil) dan mendukung pandangan Bekenstein tentang entropi lubang hitam. Hasil penelitiannya yang dipaparkan tahun 1974 menunjukkan bahwa lubang hitam mengeluarkan radiasi yang kini dikenal sebagai radiasi Hawking. Radiasi ini akan terus berlanjut sampai lubang hitam kehabisan energi dan menguap. Awalnya, radiasi Hawking menuai kontroversi. Pada akhir 1970-an dan usai penerbitan artikel tambahan, temuan ini diakui secara luas sebagai terobosan dalam fisika teoretis. Hawking diangkat sebagai Fellow of the Royal Society (FRS) tahun 1974, beberapa pekan setelah pengumuman temuan radiasi Hawking. Kala itu ia merupakan salah satu ilmuwan termuda yang menjadi anggota Royal Society.