2000年，通过把霍金辐射等价地看成是来自于视界面内部附近的真空涨落，Parikh和Wilczek为解决霍金辐射理论中存在严重的信息丢失问题提出了一种隧穿模型。也就是，虚粒子对产生后，负能虚粒子被黑洞吸收，正能虚粒子经过隧穿量子势垒实化为实物粒子并逃逸至无穷远处形成霍金辐射。根据该理论：如果考虑到隧穿过程中粒子的自引作用或者视界面的反作用，系统的总能量将会守恒，其中，势垒来自于粒子的隧穿过程。由于在利用WKB近似法时将隧穿过程中对应的背景时空看成动态的，研究的结论是：霍金辐射已不再是黑体辐射，但仍然满足量子力学的幺正性原理。Parikh–Wilczek隧穿模型虽然是一种半经典的理论，但是简单、实用，能很好地解决霍金辐射理论中存在的一些问题。目前已经用于研究了如下的工作：1)将静止质量不为零的粒子看成S波，该理论被用于研究了电中性的、带电的、同时带磁荷和电荷的粒子的隧穿过程。通过重新构造Painleve′–Kerr–Newman坐标系中的时空线元，该理论于2005年被推广应用于计算了Kerr–Newman黑洞的一级修正的熵。这些研究的结果都说明：霍金辐射没有违背量子力学的幺正性原理。2008年，隧穿模型再次与WKB近似法结合计算了一般球对称黑洞的精确到二级近似下的黑洞熵以及对应的辐射谱，表明：此时的熵是由贝肯斯坦–霍金熵、面积对数项和面积的反比项等三项组成，与圈量子引力所得的结果非常吻合，并证明了此过程中信息守恒。2)依据广义相对论的对应性和隧穿模型，粒子隧穿稳态黑洞视界的过程可以用来描述它的动态对应体的演化。显然，粒子的隧穿过程与视界的收缩过程同时发生，更确切地说，视界的收缩速度等于粒子的隧穿速度，这样就可以求出动态黑洞局域视界的收缩速度和位置。2010年，正是依据该思路，隧穿模型用于研究了Vaidya黑洞和Vaidya–Bonner黑洞的量子能层的位置，并分析了霍金辐射的来源。指出：量子能层就是粒子隧穿过程产生的量子势垒，霍金辐射来自表观视界附近的真空涨落。鉴于此，本文将探讨该模型拓展应用于两方面的问题：球对称de Sitter黑洞的熵修正，动态黑洞的量子能层和霍金辐射的来源。全文共分四章，具体内容如下：ⅰ)第一章先展示了黑洞理论的研究史，接着详细讨论了黑洞物理的重要理论以及存在的理论困难，也就是，霍金辐射理论和信息疑难问题。最后结合近期相关研究的进展简单介绍了本文的工作和意义。ⅱ)第二章旨在拓展隧穿模型应用于计算球对称的de Sitter黑洞的修正熵，即，同时对事件视界面和宇宙视界面上的熵进行修正，并将结果与目前得到的修正熵的普遍结果相比较。ⅲ)第三章进一步利用隧穿模型研究动态黑洞的局域视界面和量子能层，从而分析霍金辐射来自何处。先探讨动态球对称de Sitter黑洞的情况，再对研究方法进行改进，继续探讨动态转动黑洞的情况。ⅳ)第四章对文中的工作进行了总结和展望，并对今后的工作提出设想。