在量子力學中，真空並不意味著沒有場、粒子或能量。量子真空是壹種能量最低的狀態，也就是所謂的“真空”。其實能量為零的狀態是不存在的。
真空不是空的
時間和能量的測不準原理解釋了為什麽真空不是空的。由於質量和能量的等效性，真空中能量的漲落可以導致基本粒子的形成。在1928中，保羅·狄拉克發現每壹個基本粒子都有壹個相應的反粒子，它具有相同的質量和其他對稱的“鏡像”性質。當它們相遇時，會相互湮滅，將質量轉化為能量。因此，壹個粒子及其反粒子代表其靜止質量的兩倍能量。反過來，壹定的能量也可以看作壹對反粒子。於是，被能量漲落攪動的量子真空就成了所謂的狄拉克海，裏面充滿了自發出現又迅速消失的正負粒子對。在沒有任何力的量子真空中，粒子對不斷產生和消滅，所以平均來說，沒有粒子或反粒子真正產生或消滅。因為這些粒子是瞬間存在的，無法直接觀察到，所以稱為虛粒子(虛光子、虛電子、虛質子等。).其實虛粒子和實粒子沒有本質區別，只是虛粒子沒有足夠的能量，存在的時間非常短。如果它可以從外部獲得能量，它就可以存在足夠長的時間，從而升級為真正的粒子。想象有壹個電場作用在真空上。當天空中出現壹對正負電子時，它們會被電場分離成相反的方向。如果電場足夠強，它們就會離得足夠遠，不再能相互碰撞湮滅。此時虛粒子變成了實粒子，此時的真空就被說成是極化的。
但是真空不容易極化，需要很高的能量密度才能把虛粒子和實粒子分開。產生極化所需的能量形式並不重要，它們可以是電能、磁能、熱能、引力能等等。
遇到的問題
測不準原理告訴我們，真空中到處都是虛粒子的海洋。這種激烈的量子行為的虛擬粒子海洋也出現在黑洞活動視界周圍的空間中。
測不準定理表明，如果壹個質點的位置確定了，它的速度就會變得不確定。如果壹個粒子落入黑洞，它的位置已經確定(在奇點)，所以它的速度是不確定的，甚至超過光速，逃離視界。
既然所有形式的能量都等同於質量，我們自然認為引力能也會自發轉化為粒子。霍金發現，對於微黑洞來說，量子真空會被其周圍的強引力場極化(這壹點非常重要)。在狄拉克海中，虛粒子對不斷產生和消失，壹個粒子和它的反粒子會短時間分離，所以有四種可能:兩個夥伴再次相遇，相互湮滅(過程I)；反粒子被黑洞俘獲，而正粒子出現在外界(過程二)；正粒子被捕獲，反粒子逃逸(過程III)；兩者都落入黑洞(過程四)。霍金計算了這些過程的概率，發現過程II是最常見的。由於捕捉反粒子的傾向，黑洞會自發地失去能量，也就是失去質量。由於微黑洞的尺度與基本粒子相似，能量的“躍遷”可能足以使粒子移動大於視界半徑的距離，結果就是粒子逃逸。在外部觀察者看來，黑洞正在蒸發，也就是發射出壹股粒子流。事實上，粒子並沒有真正跳過視界的“墻”，而是穿過了壹個由測不準原理短暫打開的“隧道”。這個過程在黑洞視界周圍反復發生，從而形成連續的輻射流，黑洞發光。
霍金計算
霍金的計算表明，黑洞的蒸發輻射具有黑體的所有特征。它賦予了黑洞壹個真實的溫度，這個溫度在整個視界都是壹樣的，直接由視界處引力場的強弱決定。
對於史瓦西黑洞，溫度與質量成反比。與太陽質量相同的黑洞溫度可以忽略不計，為零下七開爾文(即絕對零度以上)。不是零，而是小得可憐；黑洞不是全黑，但壹點也不亮。不幸的是，這樣的低溫輻射太弱，在實驗室裏檢測不到。
霍金的計算還有壹個重要發現:黑洞質量越小，溫度越高，輻射越強。很明顯，蒸發只對微型黑洞有特殊作用，微型黑洞的溫度很高。在黑洞中，質量越大，溫度越低，蒸發越慢。黑洞的質量越小，溫度越高，蒸發越快。
對於微黑洞來說，溫度很高，可以達到幾千萬甚至上億。隨著蒸發的加劇，質量會迅速流失，溫度會迅速升高。隨著升溫的加速，質量損失會更加劇烈，過程會以瘋狂的形式演化。最後黑洞會被毀滅，以劇烈的爆炸結束，所有的粒子都會被赦免(對於巨型黑洞來說，粒子發射的過程非常緩慢，相當於蒸發；對於微黑洞來說，發射粒子的過程非常迅速，相當於壹次爆炸。
對於銀河系中心的巨型黑洞來說，其蒸發過程將遠遠超過宇宙的年齡。假設宇宙壽命很長，不收縮，這樣的黑洞最終會蒸發。但目前這種黑洞還是吸積遠遠大於蒸發，主要是吸積。只有當宇宙的後期溫度降到這類黑洞的溫度以下時，它們才開始優先蒸發。但是，這個過程太慢，當它們開始蒸發時，將遠遠超出宇宙的年齡，大約需要十到九十九年才能蒸發。