Излуче́ние Хо́кинга (испарение чёрных дыр), испускание элементарных частиц чёрной дырой, при котором масса чёрной дыры уменьшается.

До 1970-х гг. считалось, что температура чёрной дыры равна абсолютному нулю. Аргументация строилась на том, что чёрная дыра не может находиться в равновесии с излучением ненулевой температуры. Поскольку частицы, пересекающие горизонт событий, не могут покинуть его, чёрная дыра может лишь поглощать любые излучения. Таким образом, при взаимодействии частиц ненулевой температуры с чёрной дырой вся энергия излучения будет поглощена. Согласно законам термодинамики, тело способно поглотить энергию лишь от тела большей температуры. Ввиду того что чёрная дыра будет поглощать энергию излучения с любой температурой, это означает, что её собственная температура равна нулю.

Впервые возможность существования излучения, идущего от чёрной дыры, предсказали Я. Б. Зельдович и его ученики – И. Д. Новиков, А. А. Старобинский, В. Н. Лукаш и др. в начале 1970-х гг. Они обратили внимание на то, что вращающаяся чёрная дыра должна усиливать падающие волны определённых типов и частот, вследствие чего должен существовать эффект, аналогичный квантовому эффекту спонтанного излучения энергии. В 1974 г. С. Хокинг также показал, что должно существовать тепловое излучение чёрной дыры. В его основе лежит процесс рождения и аннигиляции виртуальных пар частиц и античастиц в вакууме (т. н. море Дирака). Если виртуальная пара «частица – античастица» образуется в непосредственной близости от горизонта событий чёрной дыры, то одна из частиц может быть поглощена чёрной дырой, уйдя под горизонт. Такая частица уже не может покинуть горизонт событий и, следовательно, не аннигилирует со своим партнёром, оставшимся снаружи. Поэтому вторая частица удаляется от чёрной дыры, став реальной частицей. В силу закона сохранения энергии эта частица унесёт с собой часть энергии чёрной дыры, которую гравитационное поле затратило на разделение пары. Таким образом формируется поток энергии от чёрной дыры, сопровождающийся потерей её массы. Из предсказания излучения Хокинга следовало, что чёрная дыра должна иметь отличную от нуля температуру, определяемую её физическими размерами, и к ней применима модель абсолютно чёрного тела. С математической точки зрения испарение чёрной дыры – это квантовый эффект на фоне классического внешнего поля (в данном случае гравитационного).

На основе спектра излучения абсолютно чёрного тела получен закон испарения, который утверждает, что скорость испарения чёрной дыры обратно пропорциональна квадрату её массы. Следовательно, для чёрных дыр астрономических масштабов потеря массы за счёт излучения Хокинга за всё время жизни Вселенной пренебрежимо мала (около 10^–18 массы чёрной дыры с солнечной массой). Только для чёрных дыр малой массы (первичные чёрные дыры с массами в несколько десятков планковских масс) эффекты, связанные с испарением, становятся существенными. Проинтегрировав выражение для скорости испарения чёрной дыры по времени, можно убедиться, что за время существования нашей Вселенной, т. е. 13,8 млрд лет, чёрные дыры с массой меньше 10¹² кг должны испариться полностью (для сравнения, масса Солнца равна 2∙10³⁰ кг).

Этот закон также указывает на беспочвенность распространившихся в начале 21 в. опасений, что в случае рождения чёрной дыры на ускорителе начнётся её неконтролируемый рост, приводящий к катастрофе. Эти опасения лишены оснований, поскольку такая чёрная дыра должна достаточно быстро испариться. С конечной стадией испарения чёрной дыры связано и такое явление, как информационный парадокс – эффект полной потери информации о падающих в чёрную дыру объектах и излучении, входящий в противоречие с требованиями квантовой механики.