El nombre de Hawking va estrechamente relacionado con los agujeros negros y el Big Bang. Esto tiene una razón: a lo largo de toda su carrera, de más de cinco décadas, el científico trabajó para comprender situaciones físicas extremas. Para describir ambos fenómenos, uno tiene que tratar con un concepto conocido como la singularidad espacio-temporal, un punto donde el campo gravitacional de un objeto se vuelve infinito.
Trabajó con la singularidad en su tesis y tuvo la ayuda de Roger Penrose. Juntos, publicaron una prueba que muestra que, en base a las leyes que creemos que rigen la realidad, el universo debe haber comenzado con una singularidad. Luego trabajó tratando de formalizar las matemáticas que describen las propiedades de los agujeros negros. Su ecuación más famosa se produjo a través de este trabajo con Jacob Bekeinstein, donde conectaron la entropía de un agujero negro al área de su superficie.
De su extenso trabajo sobre los agujeros negros, lo más conocido es el concepto de radiación de Hawking, la idea de que cierta cantidad de radiación es liberada por los agujeros negros debido a los efectos cuánticos cerca del horizonte de sucesos. El efecto en cuestión es la creación de antipartículas alrededor del agujero negro.
Cuando la materia y la antimateria se tocan, se aniquilan y se convierten en energía. El enfoque opuesto también es posible, donde la energía se convierte en partículas. La energía del vacío en sí mismo puede crear fluctuaciones que son similares a las partículas (llamadas partículas virtuales). Cuando estas fluctuaciones suceden cerca del horizonte de sucesos, el agujero negro puede capturar una partícula del par e impulsar a la otra a «existir». Los pares partícula-antipartícula son creados por la energía gravitacional del agujero negro, por lo que cuando una partícula escapa, disminuye la energía del agujero negro.
La radiación de Hawking puede conducir a la evaporación de un agujero negro si no tiene nada de lo que alimentarse. Y cuanto más pequeño es el agujero negro, más radiación emitirá. Todavía tenemos que observar la radiación de Hawking directamente, pero su existencia se ha convertido en una característica clave en nuestro conocimiento de los agujeros negros.
El difunto profesor también ha influido fuertemente en cómo hablamos de la complejidad del universo. En sus libros Una breve historia del tiempo y El universo en una cáscara de nuez, fue capaz de transmitir los difíciles aspectos de la cosmología con facilidad y precisión. El y sus esfuerzos serán siempre recordados.
