แรงโน้มถ่วง

แม้จะประสบความสำเร็จในการทำนายผลกระทบของแรงโน้มถ่วงในระดับมาก แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปก็ไม่สอดคล้องกับกลศาสตร์ควอนตัม ในท้ายที่สุด นี่เป็นเพราะทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบาย แรง โน้มถ่วงว่าเป็นการบิดเบือนกาลอวกาศที่ราบรื่นและต่อเนื่อง ในขณะที่กลศาสตร์ควอนตัมถือว่าแรงทั้งหมดเกิดขึ้นจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคที่ไม่ต่อเนื่องที่เรียกว่าควอนตัม ความขัดแย้งนี้สร้างความรำคาญให้กับนักฟิสิกส์เป็นพิเศษ เนื่องจากแรงพื้นฐานอีกสามแรง (แรงแรง แรงอ่อน และแม่เหล็กไฟฟ้า) ได้รับการคืนดีกับกรอบควอนตัมเมื่อหลายสิบปีก่อน ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยสมัยใหม่จึงเริ่มค้นหาทฤษฎีที่สามารถรวมเอาทั้งแรงโน้มถ่วงและกลศาสตร์ควอนตัมเข้าด้วยกันภายใต้กรอบที่กว้างขึ้น เส้นทางหนึ่งคือการอธิบายแรงโน้มถ่วงในกรอบของทฤษฎีสนามควอนตัมซึ่งประสบความสำเร็จในการอธิบายปฏิสัมพันธ์พื้นฐาน อื่นๆ ได้อย่างถูกต้อง แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการแลกเปลี่ยนของโฟตอนเสมือนซึ่งคำอธิบายของ QFT เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงคือมีการแลกเปลี่ยนของกราวิตอนเสมือน คำอธิบายนี้จำลองทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในขีดจำกัดคลาสสิก อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ล้มเหลวในระยะทางสั้น ๆ ของลำดับความยาว พลังค์ ซึ่งจำเป็นต้องมีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัม ที่สมบูรณ์ กว่า นี้ (หรือแนวทางใหม่สำหรับกลศาสตร์ควอนตัม)