Novo modelo 7-dimensional de buracos negros propõe um mecanismo de preservação da informação e uma ligação à massa das partículas

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

Quando um buraco negro “desaparece”, o que acontece ao que caiu lá para dentro? Essa pergunta está no centro de um dos maiores dilemas da física moderna - o paradoxo da informação dos buracos negros - e pode ter mais a ver com a origem da massa do que parece à primeira vista.

Desde os anos 1970, com o trabalho de Stephen Hawking, sabemos que buracos negros emitem uma radiação muito ténue e, por isso, acabam por evaporar ao longo do tempo. O problema é que, à luz da mecânica quântica, esse processo pode implicar perda de informação, o que entra em choque com o princípio de unitariedade. O novo estudo propõe contornar este impasse recorrendo a uma geometria do espaço com dimensões extra.

Os investigadores analisaram as consequências da teoria gravitacional de Einstein–Cartan formulada em 7 dimensões, assente numa estrutura matemática chamada “variedade G2 com torção”. Ao contrário da Relatividade Geral padrão, este enquadramento permite não só a curvatura do espaço-tempo, mas também o seu “torcimento” (torção). A densidades de Planck (a densidade limite da matéria prevista pela mecânica quântica), essa torção gera uma força repulsiva que impede a evaporação total do buraco negro. Em vez de se extinguir por completo, fica um “remanescente” estável com massa de cerca de 9 × 10^-41 kg.

Segundo os autores, esse remanescente funciona como um arquivo: a informação permaneceria guardada sob a forma de “modos quase-normais” do campo de torção. Um remanescente originado por um buraco negro com massa equivalente à do Sol conseguiria armazenar aproximadamente 1,515 × 10⁷⁷ qubits de informação, o que seria suficiente para resolver o paradoxo.

O estudo também faz a ponte com a física de partículas elementares. Na passagem de 7 para 4 dimensões, a geometria proposta explicaria a origem da escala eletrofraca (~246 GeV), associada ao campo de Higgs, responsável por atribuir massa às partículas. Neste cenário, o valor esperado no vácuo do campo de torção coincide com a escala eletrofraca.

E porque é que essas dimensões extra ainda não foram detetadas? As partículas associadas a elas teriam massas na ordem de 8,6 × 10¹⁵ GeV, muito acima do que o Grande Colisor de Hadrões consegue atingir. Ainda assim, a teoria oferece previsões verificáveis. Por exemplo, remanescentes estáveis de buracos negros poderiam constituir uma componente da matéria escura. Marcas gravitacionais destes objetos, ou indícios de uma geometria 7-dimensional na radiação cósmica de fundo e nas ondas gravitacionais do Universo primordial, poderiam dar suporte ao modelo.