Двадцатый век подарил нам две прекраснейшие теории: квантовую механику и общую теорию относительности. Все мы с вами пользуемся плодами принципов, описываемых этими теориями. Будь то смартфон, компьютер или технология GPS, все эти вещи существуют благодаря этим двум теориям. Но проблема в том, что они противоречат друг другу, теории прекрасно работают каждая в своей области, но если одна зайдет в область применения другой, то возникнет противоречие. Что это за противоречие? Как его решать? И почему это важно?
Квантовая механика-наука о поведении микромира показывает, что пустое пространство не такое уж и пустое. То есть если мы из какой-либо области пространства уберем всю материю, эта область не будет представлять собой скучнейшее место, останется то, что убрать нельзя, останутся так называемые квантовые флуктуации. Их можно понимать, как постоянно рождающиеся и исчезающие элементарные частицы. Пустое пространство заполнено этими маложивущими частицами.
Общая теории относительности говорит, что энергия или масса искривляет пространство, значит, если в какой-то области пространства не будет энергии, то пространство будет плоским, гравитации не будет. Но квантовая механика говорит, что в пустом пространстве есть постоянно рождающиеся частицы и они будут искривлять пространство, хоть и незначительным образом. То есть общая теории относительности не учитывает квантовые флуктуации, следовательно противоречит квантовой механики. Добавить просто так эти флуктуации к теории Эйнштейна нельзя, и множество умов бились над этой задачей. Решает эту проблему теория струн, но у нее есть большие проблемы с экспериментом.
Зачем же все это надо? Ученые желают получить интеллектуальное и эстетическое наслаждение от решения этой проблемы, а для человечества это перспектива принципиально новых технологий, например когда соединили две теории о электричестве и магнетизме в одну, человечество получило телевидение, сотовую связь, электростанции и т.д. Что нас ждет после объединения, никто не знает, но наверняка что-то грандиозное.
