研究人员提出，黑洞在最后一刻停止蒸发，留下保存其包含的所有信息的微小遗迹。这一想法背后的同一种七维几何结构也可能有助于解释基本粒子为何具有质量。
这一悖论可追溯至斯蒂芬·霍金在20世纪70年代的研究。利用半经典计算，霍金表明黑洞并非完全是“黑”的。相反，它们会发射一种微弱的辐射形式，缓慢消耗其能量，导致其收缩并最终消失。
这一结果引发了一个严重的问题。根据量子力学，信息是不可能被销毁的。然而，如果黑洞完全蒸发，所有关于落入其中物质的信息似乎也会随之消失。这种明显的矛盾后来被称为黑洞信息佯谬。
由理查德·平恰克领导并发表在《广义相对论与引力》上的一项新研究提出了一种不同的结果。研究人员认为，答案可能在于高维宇宙的几何结构中。
额外维度与扭曲时空
该团队研究了一种被称为爱因斯坦-嘉当理论的引力版本，该理论是在一种被称为带挠率的G2流形的数学结构上以7维形式表述的。
与爱因斯坦的广义相对论不同——后者将时空描述为可以弯曲或翘曲的东西——爱因斯坦-嘉当理论还允许时空发生扭曲。这种扭曲被称为时空挠率。
根据该模型，在与普朗克尺度相关的极端密度下，挠率变得尤为重要。在这些条件下，它会产生一种排斥力，阻止引力坍缩。
研究人员发现，这种排斥效应可以阻止霍金蒸发的最后阶段。黑洞不会完全消失，而是会留下一个稳定的“残留物”，其预测质量约为9*10-41 kg。
作为信息存储载体的黑洞残留物
如果黑洞从未完全消失，那么下一个问题显而易见：它所包含的信息会发生什么？
研究人员提出，残留物充当了长期的信息存储库。在他们的框架中，信息通过与残留物结构相关的一系列“准正则模式”谱进行存储。
更具体地说，量子信息被编码存在于残留物几何结构内部的挠率场的长寿命“振动”中。
他们的计算表明，一个由太阳质量黑洞留下的残留物可以存储大约1.515*1077量子比特的信息。据研究人员称，这一容量恰好足以保存解决该悖论所需的信息。
与希格斯场的可能联系
这项研究还超越了黑洞领域，延伸到了粒子物理学。
研究人员论证道，将几何结构从7维约化到我们所经历的4维时空，会自然地产生电弱标度（约246 GeV）。这一能量标度与希格斯场密切相关，后者负责赋予基本粒子质量。
在该模型中，挠率场的真空期望值（VEV）在动力学上被确认为电弱标度（约246 GeV）。
因此，这种防止黑洞完全蒸发并保存量子信息的同一几何机制，也可能为质量等级问题提供一个几何解释，这是粒子物理学中长期存在的挑战之一。
该理论如何被验证？
如果额外维度发挥着如此基础的作用，为什么科学家还没有直接观测到它们？
根据这项研究，与这些维度相关的粒子（卡鲁扎-克莱因激发）将具有大约8.6*1015 GeV的质量。这一能量标度比大型强子对撞机（LHC）所能达到的范围高出大约七个数量级。
然而，作者强调，超出现有粒子加速器的能力范围并不意味着该理论无法被验证。
由于该框架建立在特定的几何关系之上，它产生了具体的预测，有可能通过天文观测进行研究。
一种可能性涉及稳定的黑洞残留物本身。预测的残留物（9*10-41 kg）可能对暗物质有贡献。探测这些被提议的“普朗克遗迹”的引力效应将为该理论提供直接支持。
该模型还关于信息如何编码在残留物的“振动”（准正则模式）中做出了独特的预测，提供了一种使其区别于竞争观点的数学特征。
此外，其中涉及的极高能量标度是早期宇宙的特征。这意味着所提出的7维几何结构的痕迹可能被保留在宇宙微波背景或原初引力波中。
通过在单一框架内将黑洞、量子信息、额外维度和希格斯场联系起来，这项研究为解决物理学中多个悬而未决的问题提供了一次雄心勃勃的尝试。如果这一想法被证明是正确的，那么黑洞信息佯谬可能并不需要修正量子力学。相反，它可能指向对植根于7维时空结构的现实更深层次的理解。