Varför inte relativitetsteorin lagar och lagar quantum fysik arbeta tillsammans?

Varför inte relativitetsteorin lagar och lagar quantum fysik arbeta tillsammans?

Lagarna av speciella relativitetsteorin och quantum fysik arbete tillsammans mycket bra: relativistisk kvantfältteori skapades för just det syftet (se t ex "Quantum Field Theory i ett nötskal" av A. Zee, en anständig, moderna introduktion).

Vad gäller allmänna relativitetsteorin finns det faktiskt något av ett problem. Det har varit en lång, pågående insats i teoretisk fysik gemenskapen att upptäcka en korrekt quantum teori om gravitation.

De två huvudsakliga svårigheterna har varit dessa: först kvantfältteori är skrivna i form av fält som definieras på en fast bakgrund rumtiden, medan i allmänhet relativitetsteorin rumtiden äger en krökning som reagerar materia och energi närvarande. För det andra behandling av gravitationen som "bara ett annat fält" kör in i problem på hög energi skalor (eller mycket små avstånd skalor), som kräver ett oändligt antal parametrar som skall anges för att definiera teorin (effektivt eliminera dess prediktiva makt i sådana skalor).

Inte för att erkänna nederlag enkelt, har teoretiska fysiker sökt alternativa teorier om gravitation som undviker dessa svårigheter. M-teori / strängteori verkar vara en lovande strategi, loop kvantgravitation (LQG) en annan, och det är många mer förutom (se den Wikipediaartikeln om kvantgravitation, i de relaterade länkarna nedan).