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

A teoria de Einstein-Cartan com geometria torsional prevê restos estáveis de buracos negros, capazes de guardar informação e de a relacionar com a física do campo de Higgs

Um dos maiores enigmas da física contemporânea - o «paradoxo da informação dos buracos negros» - pode ter encontrado, finalmente, uma solução elegante. Essa solução também poderá lançar luz sobre a origem da massa das partículas fundamentais.

Na década de 1970, Stephen Hawking mostrou que os buracos negros emitem uma radiação muito fraca, fazendo com que se evaporem gradualmente. No entanto, esse processo, segundo a mecânica quântica, conduz à perda de informação, o que viola o princípio da unitariedade. A nova abordagem proposta no estudo assenta na geometria do espaço com dimensões adicionais.

Os cientistas analisaram as consequências da teoria gravitacional de Einstein-Cartan, formulada em 7 dimensões sobre uma estrutura matemática designada «variedade G2 com torção». Ao contrário da Relatividade Geral padrão, este modelo admite não só a curvatura do espaço-tempo, mas também o seu «torcimento» (torção). Em densidades de Planck (a densidade limite da matéria prevista pela mecânica quântica), essa torção gera uma força repulsiva que impede a evaporação final do buraco negro. Em vez de desaparecer, permanece um «remanescente» estável com massa de cerca de 9 × 10^-41 kg.

Esse remanescente, segundo os investigadores, funciona como um arquivo, no qual a informação é preservada sob a forma de «modos quase normais» do campo torsional. Um remanescente de um buraco negro com massa solar pode armazenar cerca de 1,515 × 10⁷⁷ qubits de informação, o que seria suficiente para resolver o paradoxo.

O estudo também relaciona este modelo com a física das partículas elementares. Na passagem 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. Neste contexto, o valor do vácuo do campo torsional coincide com a escala eletrofraca.

Porque é que as dimensões adicionais ainda não foram detetadas? As partículas associadas a essas dimensões têm massas de cerca de 8,6 × 10¹⁵ GeV, valor muito acima da capacidade do Grande Colisor de Hadrões. Ainda assim, a teoria apresenta previsões testáveis. Por exemplo, os remanescentes estáveis de buracos negros podem ser um componente da matéria escura. As suas marcas gravitacionais, ou vestígios da geometria em 7 dimensões na radiação cósmica de fundo e nas ondas gravitacionais do Universo primordial, poderão confirmar o modelo.