Теория Эйнштейна–Картана с торсионной геометрией предсказывает стабильные остатки чёрных дыр, способные хранить информацию и связывать её с физикой поля Хиггса
Одна из величайших загадок современной физики — «парадокс информации чёрных дыр» — возможно, наконец нашла элегантное решение. Это решение также может пролить свет на происхождение массы фундаментальных частиц.
В 1970-х годах Стивен Хокинг показал, что чёрные дыры испускают слабое излучение, из-за которого они постепенно испаряются. Однако этот процесс, согласно квантовой механике, приводит к потере информации, что нарушает принцип унитарности. Новый подход, предложенный в исследовании, основан на геометрии пространства с дополнительными измерениями.
Учёные изучили последствия теории гравитации Эйнштейна-Картана, сформулированной в 7 измерениях на математической структуре, называемой «G2-многообразие с кручением». В отличие от стандартной Общей теории относительности, эта модель допускает не только искривление пространства-времени, но и его «скручивание» (торсион). На планковских плотностях (предельная плотность материи, предсказываемая квантовой механикой) это кручение создаёт отталкивающую силу, которая предотвращает окончательное испарение чёрной дыры. Вместо исчезновения остаётся стабильный «остаток» с массой около 9 × 10-41 кг.
Этот остаток, по мнению исследователей, действует как архив, где информация сохраняется в виде «квазинормальных мод» торсионного поля. Остаток от чёрной дыры с массой Солнца может хранить около 1,515 × 1077 кубитов информации, что достаточно для разрешения парадокса.
Исследование также связывает эту модель с физикой элементарных частиц. При переходе от 7 к 4 измерениям геометрия объясняет происхождение электрослабой шкалы (~246 ГэВ), связанной с полем Хиггса, которое отвечает за массу частиц. В этом контексте значение вакуумного ожидания торсионного поля совпадает с электрослабой шкалой.
Почему дополнительные измерения до сих пор не обнаружены? Частицы, связанные с этими измерениями, имеют массы около 8,6 × 1015 ГэВ, что значительно превышает возможности Большого адронного коллайдера. Однако теория имеет проверяемые предсказания. Например, стабильные остатки чёрных дыр могут быть компонентом тёмной материи. Их гравитационные маркеры или следы 7-мерной геометрии в реликтовом излучении и гравитационных волнах ранней Вселенной могут подтвердить модель.
