Nova studija predlaže da univerzum može imati sedam dimenzija — četiri poznate i tri male, uvijene dimenzije — čija geometrija stvara polje torzije. To polje može zaustaviti potpuno isparavanje crnih rupa i ostaviti stabilne ostatke koji čuvaju informacije (~1.515 x 10^77 kvbita), čime bi se potencijalno rešio informacijski paradoks. Model takođe može pomoći u objašnjenju elektroslabog skala, ali je njegovo eksperimentalno potvrđivanje teško jer su energijske skale daleko iznad dometa LHC-a; mogući tragovi mogli bi se tražiti u CMB-u ili kroz gravitatione talase.
Sedam dimenzija? Nova hipoteza koja bi mogla rešiti paradoks crne rupe
Can Extra Dimensions Fix the Black Hole Paradox?DrPixel - Getty Images
Za poslednjih pola veka fizičari se suočavaju sa paradoksom informacija kod crnih rupa: prema Hokingovoj radijaciji, crne rupe bi vremenom trebalo da ispare, što bi uništilo informacije koje su u njih upale i narušilo principe kvantne mehanike.
Nova ideja: dodatne dimenzije i torzija
U novoj studiji objavljenoj u časopisu General Relativity and Gravitation, autori predlažu da univerzum možda ima sedam dimenzija — četiri koje opažamo plus još tri male, "uvijene" dimenzije. Geometrija tih dodatnih dimenzija može proizvesti polje torzije koje menja krajnju sudbinu crnih rupa.
"Mi doživljavamo tri prostorne dimenzije i jednu vremensku — ukupno četiri. Naš model predlaže da univerzum zapravo ima sedam dimenzija: četiri koja poznajemo i još tri male, uvijene dimenzije toliko sitne da ih ne možemo direktno opaziti," izjavio je koautor Richard Pinčák iz Instituta za eksperimentalnu fiziku Slovenske akademije nauka.
Kako torzija zaustavlja isparavanje
U okviru modela, dodatne dimenzije formiraju strukturu poznatu kao G2-manifold čija uvijena geometrija generiše polje torzije. Kad crna rupa u dugom vremenskom periodu gubi masu kroz Hokingovu radijaciju, to polje može praktično zaustaviti dalje isparavanje i ostaviti stabilan ostatak.
Prema autorima, takav ostatak bio bi izuzetno malen — otprilike 10 milijardi puta manji od elektrona — ali dovoljno veliki da trajno skladišti sve informacije koje su ikada pale u crnu rupu, procenjene na približno 1.515 x 10^77 kvbita. Time bi se, bar teoretski, rešio informacijski paradoks.
Dodatne implikacije i izazovi verifikacije
Zanimljivo je da ista torziona geometrija u modelu može pomoći i u objašnjenju problema masene hijerarhije u čestičnoj fizici, odnosno porekla elektroslabog skala koji određuje masu W i Z bozona.
Međutim, dokazivanje ovih ideja je izuzetno teško: čestice povezane sa dodatnim dimenzijama imaju energijske nivoe oko 11 redova veličine iznad onoga što danas može da proizvede Veliki hadronski sudarač (LHC). Autori napominju da bi mogući tragovi sedmodimenzionalne geometrije mogli ostati u Kosmičkom mikrotalasnom zračenju (CMB) ili da stabilni ostaci crnih rupa budu detektovani preko gravitationih talasa.
Za sada je to jedna od više konkurentnih teorija koja pokušava da reši paradoks. Ako se potvrdi, otkriće bi značilo ne samo da univerzum ima dublju geometrijsku strukturu, već i da je "informacija" zaista sačuvana na neočekivan način.
Izvor: General Relativity and Gravitation; izveštaji autora i izjave prenete u medijima.
Pomozite nam da budemo bolji.
