Jabarkan Karier dari Stephen Hawking

Dalam karyanya yang ditulis bersama Penrose, Hawking memperluas konsep-konsep teorema singularitas yang dijelaskan dalam tesis doktoralnya. Perluasan konsep ini mencakup eksistensi singularitas serta teori bahwa alam semesta itu sendiri berawal dari singularitas. Esai mereka menjadi finalis lomba Gravity Research Foundation tahun 1968. Tahun 1970, mereka mengumumkan bukti bahwa apabila alam semesta mematuhi teori relativitas umum dan pas dengan semua model kosmologi fisik Alexander Friedmann, alam semesta pasti berawal dari singularitas (ketunggalan). Pada tahun 1969, Hawking menerima anugerah Fellowship for Distinction in Science di Caius.

Pada tahun 1970, Hawking memaparkan hukum kedua mekanika lubang hitam. Menurut hukum ini, cakrawala peristiwa lubang hitam tidak akan bisa mengecil. Bersama James M. Bardeen dan Brandon Carter, ia mengusulkan empat hukum mekanika lubang hitam dengan analogi termodinamika. Hawking kecewa karena Jacob Bekenstein, mahasiswa bimbingan John Wheeler, benar-benar menerapkan konsep termodinamika dan ternyata terbukti benar. Pada awal 1970-an, penelitian Hawking bersama Carter, Werner Israel, dan David C. Robinson sangat mendukung teorema rambut nihil Wheeler. Menurut teorema ini, materi awal pembentuk lubang hitam dapat diketahui dengan melihat massa, muatan listrik, dan rotasinya. Esainya yang berjudul "Black Holes" dianugerahi Gravity Research Foundation Award pada Januari 1971. Buku pertama Hawking, The Large Scale Structure of Space-Time, ditulis bersama George Ellis dan diterbitkan tahun 1973.

Sejak 1973, Hawking beralih ke kajian gravitasi kuantum dan mekanika kuantum. Karyanya di bidang ini dipicu oleh kunjungannya ke Moskwa dan diskusi dengan Yakov Borisovich Zel'dovich dan Alexei Starobinsky; karya kedua ilmuwan ini menunjukkan bahwa menurut prinsip ketidakpastian, lubang hitam yang berputar mengeluarkan partikel. Hawking baru tahu bahwa kalkulasinya menghasilkan temuan yang berlawanan dengan hukum keduanya (lubang hitam tidak akan bisa mengecil) dan mendukung pandangan Bekenstein tentang entropi lubang hitam. Hasil penelitiannya yang dipaparkan tahun 1974 menunjukkan bahwa lubang hitam mengeluarkan radiasi yang kini dikenal sebagai radiasi Hawking. Radiasi ini akan terus berlanjut sampai lubang hitam kehabisan energi dan menguap. Awalnya, radiasi Hawking menuai kontroversi. Pada akhir 1970-an dan usai penerbitan artikel tambahan, temuan ini diakui secara luas sebagai terobosan dalam fisika teoretis. Hawking diangkat sebagai Fellow of the Royal Society (FRS) tahun 1974, beberapa pekan setelah pengumuman temuan radiasi Hawking. Kala itu ia merupakan salah satu ilmuwan termuda yang menjadi anggota Royal Society.

Hawking diangkat sebagai Profesor Tamu Kehormatan Sherman Fairchild di California Institute of Technology (Caltech) tahun 1970. Ia bekerja dengan temannya, Kip Thorne, dan membuat taruhan ilmiah tentang status lubang hitam bintang gelap Cygnus X-1. Taruhan ini adalah "polis asuransi" untuk pandangan bahwa lubang hitam tidak ada. Hawking mengakui bahwa ia kalah taruhan pada tahun 1990, kekalahan pertama dari serangkaian taruhan yang kelak ia buat bersama Thorne dan rekan-rekannya. Hawking membina hubungan dengan Caltech dan menghabiskan satu bulan di sana setiap tahun sejak kunjungan pertamanya.