Com geometria torsional, a Teoria de Einstein–Cartan prevê remanescentes estáveis de buracos negros para armazenar informação e conectá-la à física do campo de Higgs

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

O chamado “paradoxo da informação em buracos negros” segue como uma das questões mais incômodas da física moderna: afinal, o que acontece com a informação quando um buraco negro evapora? Um novo estudo propõe uma saída que preserva a informação - e ainda sugere uma ponte inesperada com a origem da massa das partículas elementares.

A peça central do problema vem dos anos 1970, quando Stephen Hawking mostrou que buracos negros emitem uma radiação fraca e, com o tempo, perdem massa até evaporar. Só que, na leitura padrão da mecânica quântica, esse processo implicaria perda de informação, em conflito com o princípio da unitariedade. A abordagem apresentada no trabalho tenta contornar isso explorando uma geometria do espaço com dimensões extras.

Os cientistas analisaram as consequências da teoria gravitacional de Einstein–Cartan, formulada em 7 dimensões sobre uma estrutura matemática chamada “variedade G2 com torção”. Diferente da Relatividade Geral padrão, esse modelo permite não apenas a curvatura do espaço-tempo, mas também o seu “torcimento” (torção). Em densidades de Planck (a densidade limite de matéria prevista pela mecânica quântica), essa torção gera uma força repulsiva que impede a evaporação completa do buraco negro. Em vez de desaparecer por inteiro, ele deixaria um “remanescente” estável com massa em torno de 9 × 10^-41 kg.

Segundo os autores, esse remanescente funcionaria como um arquivo: a informação ficaria preservada na forma de “modos quase-normais” do campo de torção. Um remanescente originado de um buraco negro com massa do Sol poderia armazenar cerca de 1,515 × 10⁷⁷ qubits de informação - quantidade suficiente para resolver o paradoxo.

O estudo também conecta esse cenário à física de partículas. Ao passar de 7 para 4 dimensões, a geometria oferece uma explicação para a origem da escala eletrofraca (~246 GeV), associada ao campo de Higgs, responsável pela massa das partículas. Nesse quadro, o valor de expectativa de vácuo do campo de torção coincide com a escala eletrofraca.

E por que essas dimensões adicionais ainda não foram observadas? Porque as partículas ligadas a elas teriam massas em torno de 8,6 × 10¹⁵ GeV, muito acima do alcance do Grande Colisor de Hádrons (LHC). Ainda assim, a teoria faz previsões testáveis. Por exemplo, esses remanescentes estáveis de buracos negros podem compor parte da matéria escura. Marcas gravitacionais desses objetos, ou sinais da geometria 7-dimensional na radiação cósmica de fundo e em ondas gravitacionais do Universo primordial, poderiam oferecer evidências a favor do modelo.