Như chúng ta đã biết khi một ngôi sao rất lớn tự "đốt" hết nhiên liệu của nó, cuối cùng sẽ bị co rút lại thành 1 hố đen vũ trụ với lực hấp dẫn cực kỳ lớn đến mức ánh sáng cũng không thể thoát ra.
Khi một ngôi sao hay hành tinh chẳng may lạc vào trường hấp dẫn của hố đen chúng sẽ bị xé nát và hút vào bên trong hố đen với khối lượng bị hút vào là không giới hạn (Hố đen - Con quỷ tham lam).
Thuyết BIG BANG thì cho rằng vũ trụ được sinh ra bởi một vụ nổ xuất phát từ một điểm kỳ dị ban đầu (theo tôi bản chất của nó giống với hố đen) với mật độ và năng lượng cực kỳ lớn tập trung tại duy nhất một điểm.
Vậy có khi nào một hố đen thay vì chỉ hút vật chất vào trong, sẽ có ngày cũng nổ tung giải phóng hết vật chất và năng lượng mà nó có hoặc sẽ giải phóng dần dần vật chất và năng lượng (dưới dạng bức xạ) và giảm khối lượng về bằng 0 hay không?
Bức xạ Hawking và quá trình “bay hơi” của hố đen
Theo lý thuyết cổ điển của Einstein, hố đen là vùng không gian mà không gì thoát ra được, kể cả ánh sáng. Một khi vật chất rơi vào đó, nó mất vĩnh viễn với thế giới bên ngoài. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng khi ta không tính đến cơ học lượng tử. Vào năm 1974, Stephen Hawking phát hiện rằng nếu áp dụng cơ học lượng tử lên không gian gần rìa hố đen (chân trời sự kiện), thì hố đen không hoàn toàn “đen” — nó phát ra một loại bức xạ rất yếu, gọi là bức xạ Hawking
Cơ chế của bức xạ Hawking diễn ra như sau: Trong chân không, luôn có các cặp hạt - phản hạt ảo xuất hiện rồi tiêu hủy lẫn nhau. Gần chân trời sự kiện, một hạt có thể bị hút vào hố đen, còn hạt kia thoát ra ngoài. Hạt thoát ra ngoài chính là bức xạ Hawking mà ta có thể quan sát từ xa. Vì quá trình này lấy năng lượng từ khối lượng của hố đen, nên theo thời gian, hố đen sẽ mất dần khối lượng — nói cách khác, nó “bay hơi”.
Khi hố đen “chết”
Khi hố đen mất gần hết khối lượng, bức xạ Hawking tăng lên nhanh chóng. Đến giai đoạn cuối cùng, nó có thể phát ra một vụ nổ năng lượng cực mạnh, giải phóng toàn bộ năng lượng còn lại — một vụ bùng nổ gamma hoặc tia năng lượng cao. Đây là cái mà nhiều nhà vật lý gọi vui là “cái chết lượng tử của hố đen”. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa thể quan sát trực tiếp điều này, vì mọi hố đen tự nhiên trong vũ trụ hiện nay đều quá lớn để bay hơi đáng kể.