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

Теория Эйнштейна–Картана с торсионной геометрией предсказывает стабильные остатки чёрных дыр, способные хранить информацию и связывать её с физикой поля Хиггса

Se existe um “enigma clássico” que insiste em desafiar a física moderna, é o paradoxo da informação em buracos negros. Agora, um novo modelo sugere um caminho elegante: a informação não precisaria desaparecer - ela poderia ficar guardada em um resíduo estável deixado pelo buraco negro. E, de quebra, a mesma ideia pode ajudar a conectar gravidade à origem da massa das partículas.

A história começa com um resultado famoso dos anos 1970: Stephen Hawking mostrou que buracos negros emitem uma radiação muito fraca e, por isso, tendem a evaporar ao longo do tempo. O problema é que, na leitura usual, esse processo parece “apagar” informação, o que entra em choque com a mecânica quântica e seu princípio de unitariedade. O estudo em questão propõe contornar isso usando uma descrição geométrica 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”. Diferentemente da Relatividade Geral padrão, esse modelo permite não apenas a curvatura do espaço-tempo, mas também um tipo de “torção” (torsion), um “retorcimento” geométrico adicional. Em densidades de Planck (o limite de densidade de matéria previsto pela mecânica quântica), essa torção gera uma força repulsiva que impede a evaporação completa do buraco negro. Em vez de desaparecer por inteiro, sobra um “remanescente” estável com massa de aproximadamente 9 × 10^-41 kg.

Segundo os autores, esse remanescente funciona como um arquivo: a informação ficaria preservada na forma de “modos quase-normais” do campo de torção. Um remanescente originado de um buraco negro com massa do Sol poderia armazenar cerca de 1,515 × 10⁷⁷ qubits de informação - quantidade considerada suficiente para resolver o paradoxo.

O trabalho também faz uma ponte com a física de partículas. Ao “reduzir” a descrição de 7 para 4 dimensões, a geometria ajuda a explicar a origem da escala eletrofraca (~246 GeV), associada ao campo de Higgs, responsável por dar massa às partículas. Nesse quadro, o valor esperado no vácuo do campo de torção coincide com a escala eletrofraca.

E por que essas dimensões extras ainda não apareceram em experimentos? As partículas ligadas a elas teriam massas em torno de 8,6 × 10¹⁵ GeV, muito acima do alcance do Grande Colisor de Hádrons (LHC). Ainda assim, a teoria faz previsões testáveis. Por exemplo, os remanescentes estáveis de buracos negros podem compor parte da matéria escura. Além disso, marcadores gravitacionais ou sinais de uma geometria 7D no fundo cósmico de micro-ondas e nas ondas gravitacionais do Universo primordial poderiam servir como evidência a favor do modelo.