Novo modelo 7D de buracos negros sugere mecanismo de preservação da informação e vínculo com a massa das partículas.

A teoria de Einstein–Cartan com geometria torsional prevê restos estáveis de buracos negros, capazes de guardar informação e relacioná-la à física do campo de Higgs

Um dos maiores enigmas da física moderna - o “paradoxo da informação dos buracos negros” - talvez enfim tenha encontrado uma solução elegante. Essa solução também pode lançar luz sobre a origem da massa das partículas fundamentais.

Nos anos 1970, Stephen Hawking mostrou que os buracos negros emitem uma radiação muito fraca, fazendo com que evaporem aos poucos. No entanto, de acordo com a mecânica quântica, esse processo leva à perda de informação, o que viola o princípio da unitariedade. A nova abordagem proposta no estudo se apoia na geometria do espaço com dimensões extras.

Os cientistas analisaram as consequências da teoria gravitacional de Einstein-Cartan, formulada em 7 dimensões sobre uma estrutura matemática chamada “variedade G2 com torção”. Ao contrário da Relatividade Geral padrão, esse modelo permite não apenas a curvatura do espaço-tempo, mas também seu “torcimento” (torção). Em densidades de Planck (a densidade limite da matéria prevista pela mecânica quântica), essa torção cria uma força repulsiva que impede a evaporação final do buraco negro. Em vez de desaparecer, sobra um “resto” estável com massa de cerca de 9 × 10^-41 kg.

Esse resto, na visão dos pesquisadores, funciona como um arquivo no qual a informação é preservada na forma de “modos quase normais” do campo torsional. Um resto de um buraco negro com massa solar pode armazenar cerca de 1,515 × 10⁷⁷ qubits de informação, o suficiente para resolver o paradoxo.

O estudo também conecta esse modelo à física de partículas elementares. Ao passar de 7 para 4 dimensões, a geometria explica a origem da escala eletrofraca (~246 GeV), associada ao campo de Higgs, responsável pela massa das partículas. Nesse contexto, o valor de expectativa do vácuo do campo torsional coincide com a escala eletrofraca.

Por que as dimensões extras ainda não foram detectadas? As partículas ligadas a essas dimensões têm massas de cerca de 8,6 × 10¹⁵ GeV, muito acima das capacidades do Grande Colisor de Hádrons. Ainda assim, a teoria apresenta previsões verificáveis. Por exemplo, restos estáveis de buracos negros podem ser um componente da matéria escura. Seus marcadores gravitacionais ou vestígios da geometria 7-dimensional na radiação cósmica de fundo e nas ondas gravitacionais do Universo primordial podem confirmar o modelo.