根据量子场论，所谓的真空并不是完全空的，而是充满了量子涨落——虚粒子对会不断的冒出又湮灭 。当这些虚粒子对出现在黑洞的事件视界附近时，虚粒子对中的其中一个会被黑洞捕获，另一个则会逃逸 。落入黑洞的粒子必须拥有负能量，这样才能保持总能量不变 。而对于外部的观测者而言，黑洞刚刚发射了一个粒子 。
然而，想要试图测量这种效应是一件非常难的事情，因为霍金辐射非常微弱，很容易被渗透在整个宇宙中的宇宙微波背景辐射完全抹去 。
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