Физики-теоретики предложили новую модель Вселенной с 7 измерениями: три пространственных, одно временное и три скрытых

В научном журнале General Relativity and Gravitation опубликована статья, предлагающая математическое решение одной из фундаментальных проблем теоретической физики — информационного парадокса черных дыр. Команда физиков-теоретиков под руководством Ричарда Пинчака разработала модель, согласно которой Вселенная должна обладать семью измерениями, а не четырьмя привычными (три пространственных и одно временное), чтобы объяснить как квантовая информация сохраняется после испарения черной дыры.

Проблема потери информации была сформулирована Стивеном Хокингом в 1970-х годах. Согласно его расчетам, черные дыры излучают элементарные частицы и постепенно теряют массу вплоть до полного исчезновения. Этот процесс прямо противоречит законам квантовой механики, которые постулируют, что информация о физических состояниях объектов не может быть уничтожена. В рамках стандартной парадигмы, если черная дыра испаряется без остатка, данные о поглощенной ею материи уничтожаются.

В ходе эксперимента физики обратились к теории Эйнштейна — Картана. Этот подход расширяет классические идеи Эйнштейна, вводя в уравнения новое понятие — вращательное свойство (кручение) ткани пространства-времени, что позволяет более детально описать геометрию нашей Вселенной. Вычисления авторов базируются на математической структуре, известной как G₂-многообразие. В рамках данной концепции Вселенная состоит из четырех макроскопических измерений (трех пространственных и одного временного) и трех дополнительных микроскопических измерений, которые свернуты и недоступны для прямого наблюдения.

Авторы работы установили, что наличие этих скрытых измерений порождает специфический геометрический эффект, вызывающий появление отталкивающей силы при экстремальных плотностях, характерных для масштабов Планка. В результате гравитационный коллапс и процесс излучения Хокинга останавливаются до того момента, как черная дыра полностью исчезнет.

Вместо испарения в пустоту на финальной стадии образуется стабильный микроскопический объект. Согласно расчетам, его масса составляет порядка 9x10⁻⁴¹ кг. Модель предполагает, что этот физический остаток функционирует как хранилище данных: квантовая информация кодируется в квазинормальных модах — длительных колебаниях поля кручения внутри геометрии объекта. По оценкам исследователей, такой остаток от черной дыры с начальной массой, равной массе Солнца, способен вместить около 1,5x10⁷⁷ кубитов данных, чего достаточно для сохранения всей поглощенной информации.

Помимо устранения парадокса потери данных, предложенная концепция затрагивает вопросы физики элементарных частиц. Ученые продемонстрировали, что математическое сокращение от семимерного пространства к четырехмерному коррелирует со шкалой электрослабого взаимодействия, которая находится на уровне 246 гигаэлектронвольт. Это значение напрямую связано с полем Хиггса, ответственным за формирование массы фундаментальных частиц. Данное исследование формирует дополнительную теоретическую базу для объединения макроскопической гравитации, термодинамики черных дыр и квантовой механики.

Источник: Livescience