Hawking radyasyonu termodinamik bağlantısı, kara deliklerin salt bir kütleçekim singülaritesi olmadığını; termodinamik nesneler olarak tanımlanabileceklerini gösterir. Bekenstein ve Hawking'in 1970'lerdeki çalışmaları, kara delik termodinamiğini dört temel yasayla biçimlendirdi. Kara delik termodinamiğinin sıfırıncı yasası: Durağan bir kara deliğin yüzey çekimi (surface gravity, κ) olay ufku boyunca sabittir. Bu, termodinamiğin sıfırıncı yasasıyla (termal dengede sıcaklık üniformdur) biçimsel olarak örtüşür. Birinci yasa: dM = (κ/8π) dA + ΩdJ + ΦdQ Burada M kütle, A ufuk alanı, J açısal momentum, Q yük, Ω açısal hız, Φ elektrostatik potansiyeldir. Enerji korunum ilkesinin kara delik uyarlamasıdır. İkinci yasa (Hawking alan artış teoremi): Klasik genel görelilik çerçevesinde kara deliklerin olay ufku alanı azalamaz. Bekenstein, bu davranışı termodinamiğin ikinci yasasıyla (entropi artamaz) ilişkilendirerek kara delik entropisinin ufuk alanıyla orantılı olduğunu önerdi. Bekenstein-Hawking entropisi: S_BH = k_B A / (4 l_P²) Burada l_P = √(ħG/c³) ≈ 1.6 × 10⁻³⁵ m Planck uzunluğudur. Kara deliğin entropisi, ufuk alanının Planck uzunluğu karesi cinsinden ölçümüne eşittir. Hawking radyasyonu termodinamik sıcaklıkla bağlantısı Hawking'in kuantum hesabından gelir: T_H = ħκ / (2πk_Bc) Sfersel simetrik (Schwarzschild) bir kara delik için κ = c⁴/(4GM), dolayısıyla: T_H = ħc³ / (8πGMk_B) Bu sıcaklık, kütleyle ters orantılıdır: kara delik ne kadar küçükse o kadar sıcak. Küçük kara delikler hızlı buharlaşır; buharlaşma son evrelerinde sıcaklık arttıkça radyasyon hızlanır, termal kaçış (runaway evaporation). Information paradox bu termodinamiğin çözümsüz bir geriliminden doğar. Hawking radyasyonu termal spektra sahiptir; termal durum karışık kuantum durumdur. Saf bir kuantum durumundan başlayan kara delik, tamamen buharlaştığında karışık bir duruma mı geçer? Bu unitarite ihlali olur ve kuantum mekaniğiyle çelişir. Holografik prensip ve AdS/CFT bu soruna yanıt arayan modern yaklaşımların çerçevesidir.