アインシュタインはなぜ相対的な理論と量子物理学が対立しているのですか？

1。重力と量子力学：

* 相対性： アインシュタインの一般相対性理論は、重力を質量とエネルギーによって引き起こされる時空の曲率として説明しています。それは、大きなスケール（惑星、星、銀河）で非常にうまく機能する滑らかで連続的な理論です。

* 量子力学： 一方、量子力学は、最小のスケールでの粒子の挙動を説明しています。それは本質的に確率的であり、波粒子の二重性、重ね合わせ、絡み合いなどの概念を扱っています。

問題は、量子レベルで重力を記述する一貫した方法がないために発生します。これら2つの一見互換性のないフレームワークを調整できる量子重力の理論が必要です。

2。オブザーバーの役割：

* 相対性： アインシュタインの理論では、物理学の法則は、均一な動きのすべてのオブザーバーで同じです。この相対性の原則は、客観的で観察者に依存しない現実を示唆しています。

* 量子力学： 量子力学では、観察の行為が重要な役割を果たします。量子システムの状態を記述する波動関数は、測定時に崩壊し、観察者の影響を受けているようです。これは、主観的で観察者に依存する現実を示唆しています。

現実が客観的であるか主観的であるかの問題は、相対性と量子力学の間のこの衝突に起因する基本的な哲学的議論です。

3。ブラックホールと特異点：

* 相対性： 一般相対性理論は、重力が非常に強い時空の領域であるブラックホールの存在を予測しています。ブラックホールの中心には、一般的な相対性理論によれば、特異性があります - 無限密度と曲率のポイント。

* 量子力学： 量子力学は特異点をうまく処理しません。ブラックホールの中心にある特異点は、量子力学の法則が崩壊する状況を作り出します。

この矛盾は、ブラックホール内に存在する極端な条件で重力がどのように振る舞うかをより深く理解する必要があることを示しています。

4。 「測定問題」：

* 相対性： 相対性は測定の概念に問題を抱えていません。

* 量子力学： 「測定問題」は、量子力学で最も深い謎の1つです。測定中に波動関数がどのように崩壊するか、これが私たちが経験する古典的な世界とどのように関係するかは正確には不明です。

この問題は、相対性と量子力学が情報をどのように扱うかと観察の役割の根本的な違いを強調しています。

統一された理論の検索：

物理学者は、相対性と量子力学を調和させることができる統一された理論を開発するためにたゆまぬ努力をしています。有望な候補者には次のものが含まれます。

* 文字列理論： この理論は、宇宙の基本的な構成要素は、ポイントのような粒子ではなく、小さな振動弦であることを提案しています。

* ループ量子重力： この理論は、時空自体が量子化されていることを示唆しています。つまり、離散ユニットで構成されています。

統一された理論を成功させることは、最小の粒子から最大の銀河まで、すべてのスケールで宇宙を完全に理解することを提供するため、史上最大の科学的成果の1つです。