Парадокс чорних дір, сформульований Stephen Hawking, десятиліттями залишається однією з найскладніших загадок сучасної фізики. Він виникає через суперечність між двома фундаментальними теоріями: квантовою механікою та загальною теорією відносності.
Згідно з ідеями Гокінга, чорні діри не є повністю «чорними». Вони випромінюють так зване випромінювання Гокінга і поступово втрачають масу, аж поки не зникають повністю. Проте тут виникає проблема: якщо чорна діра зникає, куди дівається інформація про все, що в неї потрапило?
У квантовій механіці інформація не може просто зникнути — вона повинна зберігатися. Саме це протиріччя і отримало назву «парадокс втрати інформації».
Нове теоретичне дослідження пропонує несподіване вирішення цієї проблеми. Вчені припускають, що чорні діри можуть ніколи не зникати повністю. Замість цього вони залишають після себе крихітні стабільні «залишки», які зберігають всю інформацію. Тепер нове дослідження, опубліковане в журналі General Relativity and Gravitation, припускає, що відповідь може критися в прихованій структурі самого простору-часу.
Але для того, щоб ця ідея працювала, Всесвіт має бути значно складнішим, ніж ми звикли думати. Згідно з моделлю, простір-час може мати не чотири виміри (три просторові та один часовий), а сім. Три додаткові виміри залишаються прихованими і настільки малі, що ми не можемо їх безпосередньо спостерігати.
У цій багатовимірній структурі виникає особливий ефект — своєрідне «скручування» простору-часу. Воно створює відштовхувальну силу, яка починає діяти на дуже малих масштабах, коли чорна діра майже повністю випаровується.
Ця сила фактично зупиняє процес випаровування. У результаті чорна діра не зникає, а стабілізується у вигляді надмалого об’єкта. Саме він, за припущенням дослідників, і зберігає всю інформацію, яка колись потрапила всередину.
Таким чином, нова теорія дозволяє уникнути порушення законів квантової механіки. Інформація не зникає — вона просто «запакована» у мікроскопічному залишку чорної діри.
Цікаво, що ця модель також пов’язує поведінку чорних дір із фундаментальними процесами фізики частинок. Зокрема, ті ж самі механізми можуть бути пов’язані з виникненням маси елементарних частинок — явищем, яке пояснюється через бозон Гіггса.
Втім, теорія має і свої обмеження. Вона базується на припущеннях про квантову гравітацію — область фізики, яка досі не має повністю сформульованої теорії. Крім того, перевірити такі ідеї експериментально надзвичайно складно, адже потрібні енергії значно перевищують можливості сучасних технологій.
Попри це, дослідження відкриває новий підхід до однієї з найглибших проблем науки. Воно показує, що розв’язання парадоксу може ховатися не в самих чорних дірах, а в структурі простору-часу, яку ми ще не до кінця розуміємо.
Якщо ця гіпотеза підтвердиться, вона може кардинально змінити наше уявлення про Всесвіт — від природи гравітації до того, як зберігається інформація у найекстремальніших умовах.