Как е възможно черна дупка да излъчва частици, когато знаем, че нищо не може да избяга от нейния хоризонт на събития? Отговорът, казва квантовата теория, е, че частиците не идват от вътрешността на черната дупка, а от „празното“ пространство извън хоризонта на събития на черната дупка! Можем да разберем това по следния начин: пространството, което приемаме като „празно“, не е съвсем празно, защото това ще значи, че всички полета, например гравитационното и електромагнитното, ще трябва да са точно нулеви. Но стойността на едно поле и неговата скорост на изменение с времето са като скоростта и положението на една частица: принципът на неопределеността твърди, че колкото по-точно знаем едната от тези две величини, толкова по-неточно ще знаем другата. Така че в празното пространство полето не може да бъде фиксирано точно на нулата, защото тогава би имало точна стойност (нула) и точна скорост на изменение (също нула). Трябва да има някакво минимално количество на неопределеност или квантови флуктуации в стойността на полето. Бихме могли да си представим тези флуктуации като двойка частици светлина или гравитация, които се явяват едновременно в някакъв момент, раздалечават се и после отново се сближават и анихилират една друга. Тези частици са виртуални, подобно на частиците, носещи гравитационното действие на Слънцето: за разлика от реалните частици те не могат да се наблюдават директно с детектор на частици. Но техните косвени влияния, като например малките изменения в енергията на електронните орбити в атома, могат да се измерят и се съгласуват изключително точно с теоретичните предсказвания. Освен това принципът на неопределеността предсказва съществуването на подобни виртуални двойки от материални частици като електроните и кварките. В този случай обаче единият член на двойката ще е частица, а другият античастица (античастиците на светлината и гравитацията са еднакви с частиците).
Понеже енергията не може да се създава от нищо, единият от партньорите в двойката частица/античастица ще има положителна енергия, а другият — отрицателна. Този с отрицателна енергия е обречен да бъде краткоживееща виртуална частица, тъй като в нормални условия реалните частици имат винаги положителна енергия. Поради това той ще търси партньора си и ще анихилира с него. Но близо до едно масивно тяло една реална частица има по-малка енергия, отколкото ако е по-далече, защото ще е необходимо да поеме енергия, за да се отдалечи, преодолявайки гравитационното привличане на тялото. Обикновено енергията на частиците остава положителна, но гравитационното поле във вътрешността на една черна дупка е толкова силно, че там дори и реалната частица може да има отрицателна енергия. Поради това е възможно, ако съществува черна дупка, виртуалната частица с отрицателна енергия да падне в нея и да се превърне в реална частица или античастица. Тогава вече няма да анихилира със своя партньор. Нейният изоставен партньор също може да падне в черната дупка. Или пък, притежавайки положителна енергия, може да избяга от околността на черната дупка във вид на реална частица или античастица (фиг. 7.4). На далечен наблюдател ще му се стори, че тя е била излъчена от черната дупка. Колкото по-малка е черната дупка, толкова по-късо ще е разстоянието, което частицата с отрицателна енергия ще трябва да измине, преди да се превърне в реална частица, а следователно толкова по-голямо ще е излъчването и видимата температура на черната дупка.