من خلال عمله مع عالم الرياضيات السير روجر بنروز، أثبت هوكينج أن نظرية أينشتاين العامة للنسبية تشير إلى أن المكان والزمان لهما بداية في الانفجار الكبير ونهاية بالثقوب السوداء. كما اكتشف هوكينج أيضًا أن الثقوب السوداء ليست سوداء تمامًا، وإنما تصدر إشعاعات تتلاشى فيما بعد وسُميت بـ (إشعاع هوكينج)، وذلك في عام 1974.