En su tesis doctoral en la Universidad de Princeton, bajo la dirección de John Wheeler, Jacob Bekenstein propone en 1972 una idea que en su momento resultaba contraintuitiva: los agujeros negros deben poseer una entropía termodinámica propia, proporcional al área de su horizonte de sucesos. La motivación de Bekenstein surge de una paradoja: si un objeto con entropía cae dentro de un agujero negro, esa entropía parece desaparecer del universo observable, violando aparentemente la segunda ley de la termodinámica, según la cual la entropía total nunca puede disminuir. Bekenstein resuelve la paradoja proponiendo que el propio agujero negro debe absorber esa entropía perdida, y que el área del horizonte de sucesos —que la relatividad general clásica demuestra que nunca puede disminuir, de forma análoga a como la entropía nunca disminuye— es precisamente la cantidad física que codifica esa entropía. En su artículo de 1973 "Black holes and entropy" formaliza esta intuición y enuncia la segunda ley generalizada de la termodinámica: la suma de la entropía ordinaria fuera de los agujeros negros más la entropía de los propios agujeros negros nunca disminuye. La propuesta fue inicialmente recibida con escepticismo, en particular por parte de su propio asesor doctoral Wheeler y, de forma notable, por Stephen Hawking, quien la consideró físicamente improcedente porque un objeto verdaderamente negro, que no emite nada, no debería tener temperatura ni por tanto entropía en el sentido termodinámico habitual. La propia objeción de Hawking le condujo, al intentar refutar matemáticamente a Bekenstein, a calcular en 1974 que los agujeros negros sí emiten radiación térmica —la radiación de Hawking—, confirmando así de forma inesperada la validez física de la propuesta de Bekenstein. La combinación de ambos resultados constituye desde entonces la fórmula de entropía de Bekenstein-Hawking, el pilar fundacional de toda la termodinámica de agujeros negros y una de las pistas empíricas más valiosas disponibles hoy para la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad, al sugerir que el área —y no el volumen— codifica la información física de una región del espacio-tiempo.