1972年，以色列物理學家雅各布·貝肯斯坦提出了一個大膽的假設：黑洞具有熵，并且與其視界面積成正比。他的靈感來自于一個簡單而深刻的思想實驗：如果一個帶有熵（即信息）的物體被投入到一個黑洞中，那么外界觀察者看到的總熵就會減少，這似乎違反了熱力學第二定律。為了解決這個悖論，貝肯斯坦提出了一個可能性：黑洞本身也有熵，并且當物體掉入時，它會增加足夠多的熵來補償外界觀察者看到的損失。

其中S_{BH}是黑洞熵，k是玻爾茲曼常數，c是光速，A是視界面積，G是引力常數， ?是約化普朗克常數。這個公式表明了兩個重要事實：一是黑洞熵與其視界面積成正比， 二是黑洞單位面積所含信息量與普朗克長度平方成反比。

黑洞溫度

霍金輻射的產生機制可以用以下的簡化模型來理解：在黑洞附近的虛空中，不斷有粒子對（例如電子和正電子）從量子漲落中產生并湮滅。如果一個粒子掉入了黑洞，而另一個逃離了黑洞，則外界觀察者會看到這個逃離的粒子就像是從黑洞中發出來的。為了保持能量守恒，掉入黑洞的粒子必須帶走一些負能量，從而使得黑洞的質量減少。

其中T_{BH}是黑洞溫度，M是黑洞質量。

黑洞熱力學第一定律

其中dM是黑洞質量變化，dA是視界面積變化，Ω是角速度，dJ是角動量變化，V是電勢差，dQ是電荷變化。這個關系類似于轉動物體的熱力學第一定律：

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因此它也被稱為黑洞熱力學第一定律。