Em um futuro tão distante que desafia qualquer noção humana de tempo, algo em torno de um número inimaginável de trilhões de trilhões de trilhões de anos, o universo deverá entrar no chamado “período dos buracos negros”. Nessa era extremamente fria e escura, praticamente toda a matéria conhecida terá desaparecido.

Estrelas já terão queimado completamente seu combustível, galáxias estarão desfeitas e até os átomos comuns poderão deixar de existir. Restarão apenas os buracos negros, os objetos mais densos e extremos do cosmos, regiões do espaço onde a gravidade é tão intensa que nem mesmo a luz consegue escapar.

Durante muito tempo, acreditou-se que os buracos negros fossem estruturas eternas, mas isso mudou na década de 1970, quando o físico britânico Stephen Hawking demonstrou, por meio de cálculos envolvendo mecânica quântica, que os buracos negros também perdem energia lentamente. Esse processo ficou conhecido como radiação Hawking.

De maneira simplificada, flutuações quânticas próximas ao horizonte de eventos — a fronteira além da qual nada consegue escapar — fazem com que o buraco negro emita pequenas quantidades de radiação ao longo de períodos absurdamente longos. Com isso, ele perde massa gradualmente até evaporar completamente.

O problema é que essa ideia entra em conflito com um dos princípios mais importantes da física quântica: a informação não pode ser destruída. Em física, “informação” significa todas as características fundamentais das partículas e sistemas físicos, como energia, posição, estado quântico e propriedades que descrevem a matéria.

Se um buraco negro desaparece completamente após evaporar, o que acontece com todas as informações sobre tudo aquilo que caiu nele ao longo de bilhões de anos? Essa questão ficou conhecida como o “paradoxo da informação dos buracos negros” e vem intrigando cientistas há cerca de meio século.

Ao longo das décadas, pesquisadores propuseram inúmeras tentativas de resolver o problema. Algumas hipóteses sugerem que a informação escaparia codificada na própria radiação Hawking.

Outras defendem a existência de universos paralelos, dimensões ocultas ou até a possibilidade de que a informação realmente possa ser destruída em circunstâncias extremas, embora isso desafie princípios fundamentais da mecânica quântica.

Agora, um novo estudo propõe uma solução ainda mais ousada: talvez o universo tenha mais dimensões do que conseguimos perceber. Atualmente, os seres humanos experimentam três dimensões espaciais — altura, largura e profundidade — além da dimensão temporal, formando as quatro dimensões conhecidas do espaço-tempo.

Porém, os autores do estudo sugerem que o universo poderia possuir sete dimensões no total, incluindo três dimensões extras extremamente pequenas e “enroladas” em escalas microscópicas, invisíveis para nós.

Segundo a hipótese apresentada, essas dimensões adicionais estariam associadas a algo chamado campo de torção. Diferentemente da ideia tradicional de que o espaço-tempo apenas se curva devido à gravidade, como descrito pela relatividade geral de Albert Einstein, o conceito de torção sugere que o espaço-tempo também poderia sofrer uma espécie de torcimento geométrico.

Esse comportamento estaria ligado a estruturas matemáticas complexas chamadas variedades G2, estudadas em teorias avançadas da física teórica e da gravidade quântica.

De acordo com os pesquisadores, quando um buraco negro chega ao estágio final de evaporação após incontáveis eras cósmicas, o campo de torção impediria que ele desaparecesse completamente. Em vez disso, sobraria um remanescente extremamente pequeno, mas estável.

Esse objeto residual teria dimensões cerca de 10 bilhões de vezes menores que um elétron, uma escala tão minúscula que desafia a imaginação humana. Ainda assim, os autores argumentam que esse remanescente seria suficiente para armazenar toda a informação que caiu no buraco negro durante sua existência.

Os cientistas estimam que um único buraco negro poderia conter algo em torno de 1,515 × 10⁷⁷ qubits de informação. Qubits são as unidades básicas de informação quântica, equivalentes aos bits usados em computadores tradicionais, mas capazes de armazenar estados muito mais complexos devido aos princípios da mecânica quântica.

Em outras palavras, mesmo extremamente pequeno, esse remanescente poderia preservar toda a “história” física do material absorvido pelo buraco negro, resolvendo assim o paradoxo da informação.

Curiosamente, a hipótese também poderia ajudar a explicar outro grande mistério da física moderna: a hierarquia de massas das partículas fundamentais. Os pesquisadores sugerem que o mesmo campo de torção responsável por impedir o desaparecimento total dos buracos negros também poderia estar ligado à origem da massa dos bósons W e Z, partículas responsáveis pela força nuclear fraca, uma das quatro forças fundamentais da natureza. Essa conexão poderia ajudar a compreender por que certas partículas possuem massas tão diferentes entre si.

O maior obstáculo dessa teoria é a dificuldade prática de testá-la experimentalmente. As partículas e efeitos associados a essas dimensões extras exigiriam níveis de energia muito superiores aos produzidos pelos aceleradores de partículas atuais.

Os autores afirmam que as energias necessárias seriam cerca de 11 ordens de magnitude maiores do que aquelas alcançadas pelo Grande Colisor de Hádrons, o maior acelerador de partículas já construído pela humanidade.

Mesmo assim, existem algumas possibilidades indiretas de investigação. Uma delas seria procurar vestígios dessas geometrias de sete dimensões na radiação cósmica de fundo em micro-ondas, uma espécie de “eco térmico” remanescente do Big Bang que permeia todo o universo.

Outra possibilidade seria detectar sinais específicos em ondas gravitacionais, ondulações no espaço-tempo produzidas por eventos extremos, como colisões entre buracos negros. Caso esses remanescentes estáveis realmente existam, eles poderiam deixar assinaturas detectáveis nesses fenômenos cósmicos.

Por enquanto, a ideia permanece apenas como uma das muitas hipóteses propostas para solucionar o paradoxo da informação dos buracos negros. Ainda assim, ela reforça uma das características mais fascinantes da física moderna: quanto mais os cientistas investigam o universo, mais percebem que a realidade pode ser muito mais estranha, complexa e multidimensional do que a experiência cotidiana permite imagina

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