沒有真空空間，外面不是真正的真空，我們多數人的假定都錯了，事實上，談到一個場在真空空間的場值究竟為何，我們只有最低度不確定性，還有點模糊不清。我們能以一種想法來思索場的這種場值擾動，這種從零略朝正負兩方左擺右晃，永遠不落在零點的現象，這個想法如下：一對對粒子（好比一對對光子或重力子）會不斷出現。每對兩顆粒子剛開始時都在一起，接著才分開。經過一段倏忽無從想像的極短時間，它們再次重聚並相互湮滅，雖短暫卻也精彩的一生。
量子力學告訴我們，這種事情無時無刻不斷發生在空間真空中的每個角落。這些或許不是「實」粒子，使用粒子探測器是探測不到的，然而它們卻也不是虛構的。就算這些不過就是一種「虛擬」的粒子，我們卻測得出它們對其他粒子的影響，因此我們知道它們是存在的。
有些配對是物質粒子（費米子），在這種情況下，配對當中的一顆就是反粒子。反物質是幻想遊戲和科幻作品的常見物質（它還驅動星艦企業號），卻不是純粹虛構。
你大概聽人說過，宇宙的總能量保持不變，不可能有突然憑空出現的事情。但我們該如何為這條常規自圓其說，解釋這種新生成的粒子對？那是非常短期的能量「暫借」現象促成的，沒有絲毫永久性事物。粒子對的一顆帶正能量，另一顆帶負能量，兩邊平衡抵銷，所以宇宙總能量沒有絲毫增加。
霍金推想，許多粒子對會從黑洞的事件視界附近出現。他設想的情景是，一對虛粒子出現，接著這對粒子還沒有機會重逢、湮滅之前，其中帶了負能量的那顆就跨越事件視界被吸入黑洞。這是不是表示，那顆正能量搭檔，就必須尾隨那顆不幸的夥伴，好與它相遇並相互湮滅？不。黑洞事件視界的重力場，強到可以對虛粒子做出驚人舉止，連那批帶負能量的不幸粒子也不能倖免：它可以讓那對粒子從「虛擬的」變成「真實的」。
這種變換讓那對粒子改頭換面，它們不再執著於相互尋覓彼此湮滅，存活時間都可以長許久，還可以分開過活。當然，帶正能量的粒子同樣有可能落入黑洞，卻不一定得要這樣。它已經脫離合夥關係，能夠脫逃。在遠方觀測人眼中，那顆粒子彷彿就是從黑洞冒了出來，其實它是來自緊貼視界的外側。同時，它的搭檔則帶著負能量進入黑洞。
黑洞以這種方式發出的輻射，如今稱為霍金輻射（Hawking radiation）。隨著霍金輻射還有他的第二項黑洞相關著名發現，霍金證明，他的第一項著名發現，黑洞力學第二定律（說明事件視界的面積永遠不會減小），不見得永遠成立。霍金輻射意謂著黑洞有可能變小，最後就會完全蒸發。這在當年實在是個激進的概念。
