Моделиране показа, че колапсиращите черни дупки оставят след себе си огромно количество информация

Според описанието на Стивън Хокинг една черна дупка може да изчезне напълно поради нейното излъчване, но това противоречи на принципите на квантовата механика относно информация в нея. Ново изследване предлага решение на този парадокс, свързан с изчезването на информацията в черната дупка. Авторите му предполагат, че черните дупки не се изпаряват напълно, а оставят след себе си малки, но стабилни остатъци, които съхраняват информацията. Освен това тази хипотеза обяснява как елементарните частици придобиват маса.

За да разрешат парадокса с изчезването на информацията в черната дупка, изследователите – учени от Словашката академия на науките – излизат извън рамките на общата теория на относителността в нейната стандартна формулировка. Вместо обичайното изкривяване на пространство-времето, те използвали теорията на Айнщайн-Картан, която позволява „усукване“ на пространство-времето. Това усукване става значително в изключително малки мащаби и при много висока плътност, характерна за колапса на материята в черната дупка. С увеличаването на плътността усукването създава отблъскваща сила, която противодейства на гравитацията.

„Съществуването на отблъскващата сила при плътността на Планк динамично спира последния етап на Хокинг-излъчването“,

казват авторите на изследването.

Вместо да се срива до безкрайност или да се изпари напълно от Хокинг лъчението, черната дупка достига стабилно състояние, пише IE.

„Това води до образуването на стабилен остатък с прогнозна маса приблизително 9×10-⁴¹ kg“,

се казва още в статията.

Което напълно променя съдбата на черните дупки. Ако те не изчезват, то не е задължително да изчезне и съдържащата се в тях информация.

Оказва се, че тази информация е закодирана във вътрешната структура на остатъците чрез т.нар. квазинормални режими, или естествени модели на трептене на обекта. В предложения модел тези трептения възникват в торсионно поле вътре в геометрията на остатъка. Всеки модел на трептене носи квантова информация, което на практика превръща остатъка в банка данни. Остатъкът от черна дупка с маса на Слънцето може да съхранява колосално количество информация: около 1,515 × 10⁷⁷ кубита.

Учените са изследвали тази хипотеза с модел на Вселената със седем измерения, като са използвали за описанието ѝ математическата структура на G2-множеството с усукване. Както се оказа в последствие, редуцирането на 7D модела до по-познатия модел с четири измерения освобождава около 246 GeV енергия – което точно съответства на мащаба на полето на Хигс, което е отговорно за масата на фундаменталните частици. По този начин един и същ геометричен ефект обяснява както запазването на информацията в черните дупки, така и механизма за придаване на маса на елементарните частици.

Въпреки че за прякото откриване на частиците, свързани с допълнителни измервания, ще са необходими енергии от порядъка на 8,6 × 10¹⁵ GeV, милиони над възможностите на Големия адронен колайдер, гравитационните ефекти на тези малки остатъци могат да бъдат открити при астрофизичните наблюдения.