Novo modelo de buracos negros em 7 dimensões sugere como a informação é preservada e liga-se à massa das partículas.

A teoria de Einstein-Cartan com geometria torsional prevê remanescentes estáveis de buracos negros capazes de armazenar informação e de a ligar à física do campo de Higgs

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

Na década de 1970, Stephen Hawking demonstrou que os buracos negros emitem uma radiação muito fraca, devido à qual se vão evaporando gradualmente. No entanto, segundo a mecânica quântica, esse processo leva 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 investigadores analisaram as consequências da teoria da gravitação de Einstein-Cartan, formulada em 7 dimensões sobre uma estrutura matemática chamada "variedade G2 com torção". Ao contrário da Teoria 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 -, esta torção gera uma força repulsiva que impede a evaporação final do buraco negro. Em vez de desaparecer, fica 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 quasinormais" do campo de torção. Um remanescente de um buraco negro com massa solar pode guardar 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 esperado no 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, um valor muito acima das capacidades do Grande Colisor de Hadrões. Ainda assim, a teoria apresenta previsões verificáveis. Por exemplo, remanescentes estáveis de buracos negros podem ser um componente da matéria escura. As suas assinaturas gravitacionais ou vestígios de geometria em 7 dimensões na radiação cósmica de fundo e nas ondas gravitacionais do Universo primordial podem confirmar o modelo.