Новая 7-мерная модель чёрных дыр объясняет парадокс информации и массу частиц

Один из самых фундаментальных вопросов современной теоретической физики, известный как «парадокс информации чёрных дыр», возможно, получил свое решение. Исследователи предложили новую модель, которая не только устраняет противоречия квантовой механики, но и предлагает объяснение природы массы элементарных частиц.

Решение парадокса Хокинга

Еще в 1970-х годах Стивен Хокинг доказал, что чёрные дыры способны испускать излучение, что со временем приводит к их полному испарению. Согласно канонам квантовой механики, этот процесс неизбежно ведет к безвозвратной потере информации, что прямо противоречит фундаментальному принципу унитарности. Новый научный подход предлагает взглянуть на эту проблему через призму многомерной геометрии.

Ученые обратились к теории гравитации Эйнштейна-Картана, адаптировав её для семимерного пространства на базе математической структуры, именуемой «G2-многообразие с кручением». Ключевое отличие этой модели от стандартной Общей теории относительности заключается в учете торсиона — особого «скручивания» пространства-времени.

При достижении экстремальных планковских плотностей материи это скручивание порождает мощную отталкивающую силу. Она блокирует процесс полного испарения объекта, в результате чего остается стабильный «остаток» с массой порядка 9 × 10^-41 кг.

Иллюстрация: Sora

Этот физический объект выступает в роли своеобразного хранилища. Информация в нем сохраняется в виде так называемых «квазинормальных мод» торсионного поля. Расчеты показывают, что остаток чёрной дыры с массой нашего Солнца способен удерживать около 1,515 × 10⁷⁷ кубитов, чего вполне достаточно для полного разрешения информационного парадокса.

Связь с массой частиц и электрослабой шкалой

Новая модель выходит далеко за рамки изучения чёрных дыр. При математическом переходе от семи измерений к привычным четырем геометрия процесса позволяет объяснить возникновение электрослабой шкалы (~246 ГэВ). Именно с ней тесно связано поле Хиггса, которое, согласно Стандартной модели, наделяет фундаментальные частицы массой. В рамках представленной теории значение вакуумного ожидания торсионного поля практически совпадает с параметрами электрослабой шкалы.

Почему мы не видим лишние измерения?

Вопрос о том, почему дополнительные измерения до сих пор не зафиксированы экспериментально, имеет логичное объяснение: частицы, ассоциированные с ними, обладают колоссальной массой около 8,6 × 10¹⁵ ГэВ. Это значение на порядки превосходит возможности современных ускорителей, включая Большой адронный коллайдар.

Тем не менее, модель поддается проверке. Ученые предполагают, что стабильные остатки чёрных дыр могут быть важным компонентом тёмной материи. В будущем подтвердить теорию помогут гравитационные маркеры или поиск специфических следов семимерной геометрии в данных реликтового излучения и гравитационных волн, оставшихся после рождения Вселенной.