Klasyczna teoria czterowymiarowej grawitacji Einsteina mówi, iż czarne dziury emitują promieniowanie Hawkinga, stopniowo tracąc masę aż do całkowitego zniknięcia. To prowadzi jednak do tzw. paradoksu informacji: jeśli czarna dziura znika, to co dzieje się z informacją o stanie materii, którą połknęła? Zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej, informacja nie może zniknąć bez śladu, a zgubienie jej w czarnej dziurze zdaje się temu przeczyć.
Czytaj też: Cząstka Amaterasu. Naukowcy odnaleźli źródło kosmicznego rekordzisty
Zespół kierowany przez Richarda Pinčáka sugeruje, iż odpowiedź może tkwić w rozszerzeniu teorii grawitacji do przestrzeni z dodatkowymi wymiarami, konkretnie do siedmiu wymiarów. W takim modelu geometrii dodatkowe wymiary generują wewnętrzną siłę odpychającą na skalach Plancka, która może powstrzymać całkowitą ewaporację czarnych dziur, pozostawiając po nich stabilne pozostałości, a tym samym zachowując informację o materii, którą kiedyś pochłonęły. To podejście mogłoby zatem rozwiązać paradoks informacji czarnej dziury raz na zawsze.
Co więcej, to samo matematyczne rozwiązanie, które stabilizuje czarną dziurę w tej siedmiowymiarowej teorii, naturalnie prowadzi do skali elektrosłabej, znanej z fizyki cząstek elementarnych – około 246 GeV – która odpowiada za masy cząstek poprzez mechanizm pola Higgs’a. To oznacza, że pochodzenie masy cząstek elementarnych mogłoby być w tej teorii bezpośrednio związane z geometrią dodatkowych wymiarów, a nie wyłącznie z oddziaływaniem pola Higgs’a w naszym czterowymiarowym układzie czasoprzestrzennym.
W praktyce model ten zakłada, że gdy redukujemy siedmiowymiarowy opis do czterech zauważalnych wymiarów, efektywna wartość próżniowa pola torsji generuje wartość energii odpowiadającą skali elektrosłabej, czyli tę samą, którą obserwujemy w eksperymentach akceleratorowych jako masę Higgs’a. To potencjalnie daje w pełni geometryczne wytłumaczenie, dlaczego cząstki mają masę na poziomie, który obserwujemy, zastępując konieczność przyjmowania skomplikowanych “ręcznych” ustawień parametrów w standardowym modelu fizyki cząstek.
Czytaj też: Kosmita, który przełącza się jak na zawołanie. Astronomowie zidentyfikowali niespotykany wcześniej obiekt
Autorzy modelu podkreślają, że nie mamy jeszcze bezpośrednich dowodów empirycznych na istnienie takich dodatkowych wymiarów. Potencjalne cząstki z nimi związane miałyby masy rzędu 10¹⁵ – 10¹⁶ GeV, co jest około jedenaście rzędów wielkości powyżej zasięgu obecnych akceleratorów cząstek, takich jak Wielki Zderzacz Hadronów.
