Od doby, co Stephen Hawking spočítal Hawkingovo záření, trápí fyziky informační paradox černých děr. Pokud se černé díry doopravdy tímto způsobem vypařují, pak to vypadá, že by docházelo k nevratné ztrátě informace. To ale sype písek do soukolí kvantové mechaniky, která s tímhle nepříjemným paradoxem notně skřípe. Fyzici se to již dlouho snaží řešit, s vynaložením nemalé invence, leč zatím marně.
Richard Pinčák z Institutu experimentální fyziky Slovenské akademie věd a jeho kolegové navrhují, že bychom řešení mohli vytáhnou z geometrie vícerozměrného prostoru. Prostudovali Einstein-Cartanovu teorii gravitace, která je alternativou obecné relativity a vychází z Riemann-Cartanovy geometrie. Vtip je v tom, že tato teorie dovoluje nejen ohýbání časoprostoru, ale také kroucení (spacetime torsion). Badatelé se konkrétně zaměřili na 7rozměrný topologický prostor G2-manifold with torsion.
K čemu to vedlo? Zásadním výsledkem je, že při extrémních hustotách v oblasti Planckovy škály toho geometrické kroucení časoprostoru vytváří odpudivou sílu. Tato síla by měla čelit gravitačními kolapsu, a nakonec zastavit závěrečnou fázi vypařování černé díry Hawkingovým zářením. Pokud by to tak bylo, černá díra se nevypaří úplně, ale zůstane po ní černoděrová pecka (stable remnant), její hmota by měla být cca 9 krát 10 na mínus 41. kilogramu.
Pinčák s kolegy předpokládají, že taková pecka by vlastně byla „paměťovým archivem“ vypařené černé díry. Představují si to tak, že by tam byla kvantová informace uložená v podobě vibrací torzního pole uvnitř geometrie téhle černoděrové pecky. Kapacita pecky by přitom byla šílená. Pokud by vznikla z černé díry o původní hmotnosti 1 Slunce, pojmula by přibližně 1,515 krát 10 na 77 qubitů informace. Dost na to, aby se tím vyřešil informační paradox černých děr.
Badatelé se svým nápadem navíc zabíjejí dvě mouchy jednou ranou. Spočítali totiž, že redukce 7 dimenzí na 4 dimenze, jaké známe k každodenní zkušenosti a vnímám je jako časoprostor, přirozenou cestou vytváří elektroslabou škálu (electroweak scale), klíčovou energetickou hladinu cca 246 GeV, která odpovídá střední hodnotě Higgsova pole ve vakuu a určuje hmotnost většiny částic ve Standardním modelu.
##seznam_reklama##
Jinými slovy, stejný geometrický trik, který zachraňuje kvantovou informaci při vypařování černých děr, nabízí vysvětlení hmotnosti částic. Nemluvě o tom, že by černoděrové pecky mohly být komponentou temné hmoty. Teorie nabízí vyvratitelné předpovědi, tak směle do toho.
Video: Riemannian Manifolds in 12 Minutes
Video: Why Black Holes Could Delete The Universe – The Information Paradox
Literatura