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1、1965到1970年，他认为大星燃烧耗尽会继续坍缩直至达到具有无限密度的奇点，这个奇点，引力场特别强大使得光线不能从围绕它的区域逃逸，而被引力场拉回去。这就叫做黑洞，黑洞的边界叫做时间视界，任何通过事件视界的东西掉进黑洞后都在奇点达到其事件的终结。他还证明了黑洞的面积定理，即随时间的增加黑洞的面积不变。
2、1970到1974年，主要研究黑洞，做出了毕生最令人吃惊的发现：黑洞不是完全黑的。在宇宙意义的微观尺度上，粒子和辐射可以从黑洞漏出来。黑洞附近的强大引力场引起粒子反粒子对的创生，粒子对中的一颗粒子落进黑洞，而另一颗逃到无穷远去，逃逸的粒子好象是从黑洞里发射出来的，这就是著名的霍金辐射。
大设计的核心思想是宇宙学中通常假定宇宙有一单独的明确的历史，人们可以利用物理学定律去计算这个历史如何随时间发展，我们将此称作宇宙学的从底往上方法；然而，由于我们必须考虑正如费恩曼历史求和表述的宇宙量子性质，宇宙现在处于一个特别的态的概率幅度由将来自所有满足无边界条件和结束于问题中的态的历史的贡献叠加而获得；换言之，在宇宙学中人们不应该‘从底往上’遵循着宇宙的历史，因为那假定了存在一个单独的历史，具有明确定义的起点和演化；相反地，人们要从顶往下地跟随历史，从现时刻回溯，某些历史比其他的可能性更大，而求和通常被一个单独历史所支配，这个历史开始于宇宙的创生而完成于正被考虑的态。
there was never a start and would be no end.（你不着手开始，便不会有结果）My goal is simple. It is complete understanding of the universe, why it is as it is and why it exists at all.（我的目标很简单。就是对宇宙的理解，为什么这样以及它为什么存在。）While there's life , there is hope ( 活着便有希望)
《时间简史》主要讲述了宇宙的起源，黑洞，狭义相对论的时空观等，同时作者也对物理学前沿的大一统理论以及M理论做出了讲解。
《时间简史》是1988年湖南科学技术出版社出版的科普读物，作者是斯蒂芬·霍金，译者吴忠超，许明贤，原版出版社是牛津大学出版社。作者尽可能的将当时高深的物理前沿知识用通俗的语言详尽讲述给读者，将读者引进物理的世界。
一般认为，爱因斯坦的广义相对论是用于描述宇宙演化的正确的理论。在经典广义相对论的框架里，霍金和彭罗斯证明了，在很一般的条件下，空间，时间一定存在奇
1963年，霍金21岁的人生发生了一悲一喜两个重大事件。这一年他被确诊患上了肌萎缩侧索硬化症，这种病会使他的身体越来越不听使唤，只剩下心脏、肺和大脑还能运转，最后连心肺功能也会丧失，当时大夫预言他只能再活两年。这一致命的打击几乎使霍金放弃了学业，但生日舞会上一个女孩的出现神奇地改变了一切，她就是霍金的第一任妻子简。他克服身患残疾的种种困难，于1965年进入剑桥大学冈维尔和凯厄斯学院任研究员。这个时期，他在研究宇宙起源问题上，创立了宇宙之始是“无限密度的一点”的著名理论。
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