Teoria de Einstein–Cartan com geometria com torção prevê restos estáveis de buracos negros que guardam informação e se ligam ao campo de Higgs

Paradoxo da informação dos buracos negros: uma via geométrica para o resolver

Uma das questões mais difíceis da física contemporânea - o “paradoxo da informação dos buracos negros” - pode ter ganho, finalmente, uma resposta elegante. O mesmo enquadramento pode também ajudar a ligar este problema à origem da massa das partículas fundamentais.

Na década de 1970, Stephen Hawking demonstrou que os buracos negros não são completamente negros: emitem uma radiação muito fraca que, com o tempo, os faz perder energia e acabar por se evaporarem. O problema é que, quando este processo é descrito em termos quânticos, parece conduzir à destruição de informação, o que entra em conflito com o princípio de unitariedade. O novo caminho proposto no estudo parte de uma descrição geométrica do espaço com dimensões adicionais.

Teoria de Einstein–Cartan em 7 dimensões e geometria com torção

Os investigadores analisaram as implicações da teoria gravitacional de Einstein–Cartan formulada em 7 dimensões, construída sobre uma estrutura matemática designada por “variedade G2 com torção”. Ao contrário da Relatividade Geral padrão, esta abordagem não permite apenas a curvatura do espaço-tempo, mas também o seu “torcer” (torção).

Quando se atingem densidades de Planck (a densidade limite da matéria prevista pela mecânica quântica), essa torção gera um efeito repulsivo. Em vez de a evaporação prosseguir até ao desaparecimento completo, esta repulsão impede o “fim” do buraco negro e sobra um remanescente estável com massa de cerca de 9 × 10^-41 kg.

Restos estáveis de buracos negros como arquivo de informação

Segundo a interpretação apresentada, o remanescente funciona como um arquivo: a informação fica preservada sob a forma de “modos quasinormais” do campo de torção. Um remanescente proveniente de um buraco negro com massa comparável à do Sol poderia armazenar aproximadamente 1,515 × 10⁷⁷ qubits de informação - uma capacidade que, em princípio, seria suficiente para desfazer o paradoxo.

Ligação ao campo de Higgs e à escala electrodébil

O trabalho liga ainda este cenário à física de partículas elementares. Ao passar de 7 para 4 dimensões, a própria geometria fornece uma explicação para a origem da escala electrodébil (~246 GeV), associada ao campo de Higgs, responsável por dar massa às partículas. Neste enquadramento, o valor esperado no vácuo do campo de torção coincide com a escala electrodébil.

Porque é que as dimensões extra ainda não foram detectadas? As partículas associadas a essas dimensões teriam massas da ordem de 8,6 × 10¹⁵ GeV, muito acima do alcance do Grande Colisor de Hadrões. Ainda assim, a teoria não fica apenas no plano conceptual: inclui previsões testáveis. Por exemplo, estes restos estáveis de buracos negros podem constituir uma componente da matéria escura. Além disso, assinaturas gravitacionais desses remanescentes - ou indícios da geometria 7-dimensional na radiação cósmica de fundo e nas ondas gravitacionais do Universo primordial - poderiam servir para confirmar o modelo.

---