Вчені розробили нову теорію щодо інформаційного парадокса чорних дір
Група фізиків представила нову теорію, яка стверджує, що чорні діри ніколи не зникають повністю, а перетворюються на стабільні релікти, зберігаючи інформацію про поглинуту матерію.
Вчені з різних університетів світу об'єднали свої зусилля для розробки нової теорії, яка стосується багаторічного інформаційного парадокса чорних дір. Згідно з їхніми дослідженнями, чорні діри ніколи не зникають остаточно, а натомість перетворюються на надщільні стабільні релікти, які здатні зберігати інформацію про всю матерію, що була поглинута.
Команда фізиків представила модель, в якій випаровування Гокінга зупиняється на фінальній стадії. Це відбувається завдяки геометричним властивостям простору-часу, що дозволяє зберігати дані про всю поглинуту матерію. «Інформаційний парадокс чорних дір є одним із найзначніших викликів сучасної теоретичної фізики, оскільки він ставить під сумнів сумісність квантової механіки та загальної теорії відносності», — зазначають автори роботи.
Основою цієї розробки стала теорія Ейнштейна — Картана, яка, на відміну від класичної моделі, враховує торсію або кручення тканини всесвіту. Дослідники змоделювали процеси у семивимірному просторі, використовуючи математичний апарат G2-многовидів. В результаті з'ясувалося, що при досягненні щільності планківського масштабу торсія генерує потужну силу відштовхування.
«Існування сили відштовхування при планківських щільностях динамічно зупиняє фінальну стадію випаровування Гокінга», — пояснюють науковці. Це означає, що замість повного занулення чорна діра стабілізується у формі реліктів, маса яких становить близько 9×10⁻⁴¹ кг.
Збереження квантової інформації в таких об'єктах відбувається через систему квазінормальних мод — специфічних вібрацій поля кручення, які нагадують резонанс дзвона після удару. Кожна така осциляція стає носієм даних, перетворюючи залишок чорної діри на гігантське сховище. Розрахунки показують, що релікт, який утворився з колапсара масою, подібною до нашого Сонця, здатен утримувати близько 1,515×10⁷⁷ кубітів інформації. Це «запобігає повному зникненню чорної діри та розв’язує парадокс без порушення фундаментальних фізичних принципів».
Найбільш несподіваний результат з’явився при спрощенні цієї семивимірної моделі до звичних нам чотирьох вимірів. Виявилося, що поле кручення природним чином видає енергетичний масштаб у 246 ГеВ. Це число з ідеальною точністю збігається з параметрами поля Гіггса, яке відповідає за наявність маси у всіх елементарних часток. Таким чином, фізика, що не дає чорним дірам випаровуватися, виявилася безпосередньо пов’язаною з механізмом виникнення маси у нашому всесвіті.
На сьогоднішній день пряма перевірка цієї теорії на прискорювачах, таких як Великий адронний колайдер, неможлива, оскільки маса часток, передбачених моделлю, становить близько 8,6×10¹⁵ ГеВ. Проте вчені не вважають свою роботу чистою абстракцією. Гравітаційні сліди таких мікроскопічних залишків чорних дір можуть стати об'єктом майбутніх астрофізичних спостережень. Якщо ці «квантові сейфи» дійсно існують у космосі, вони можуть стати не лише розв’язанням старого парадокса, але й ключем до об'єднання гравітації з мікросвітом елементарних часток.