Embora a teoria da relatividade e a física quântica de Einstein seja incrivelmente bem -sucedida em seus respectivos domínios, eles estão de fato em desacordo entre si em algumas áreas -chave. Aqui está o porquê:

1. Gravidade e mecânica quântica:

* Relatividade: A teoria da relatividade geral de Einstein descreve a gravidade como uma curvatura do espaço -tempo causada por massa e energia. É uma teoria suave e contínua que funciona excepcionalmente bem em grandes escalas (planetas, estrelas, galáxias).
* mecânica quântica: A mecânica quântica, por outro lado, descreve o comportamento das partículas nas menores escalas. É inerentemente probabilístico e lida com conceitos como dualidade de partículas de ondas, superposição e emaranhamento.

O problema surge porque não temos uma maneira consistente de descrever a gravidade no nível quântico. Precisamos de uma teoria da gravidade quântica que possa reconciliar essas duas estruturas aparentemente incompatíveis.

2. O papel do observador:

* Relatividade: Nas teorias de Einstein, as leis da física são as mesmas para todos os observadores em movimento uniforme. Esse princípio de relatividade sugere uma realidade objetiva e independente do observador.
* mecânica quântica: Na mecânica quântica, o ato de observação desempenha um papel crucial. A função de onda, que descreve o estado de um sistema quântico, entra em colapso após a medição, aparentemente influenciado pelo observador. Isso sugere uma realidade subjetiva e dependente do observador.

A questão de saber se a realidade é objetiva ou subjetiva é um debate filosófico fundamental decorrente desse confronto entre relatividade e mecânica quântica.

3. Buracos negros e singularidades:

* Relatividade: A relatividade geral prevê a existência de buracos negros, regiões do espaço -tempo, onde a gravidade é tão forte que nada, nem mesmo a luz, pode escapar. No centro de um buraco negro, de acordo com a relatividade geral, há uma singularidade - um ponto de densidade e curvatura infinita.
* mecânica quântica: A mecânica quântica não lida bem com as singularidades. A singularidade no coração de um buraco negro cria uma situação em que as leis da mecânica quântica quebram.

Essa inconsistência aponta para a necessidade de uma compreensão mais profunda de como a gravidade se comporta nas condições extremas presentes nos buracos negros.

4. O "problema de medição":

* Relatividade: A relatividade não tem problema com o conceito de medição.
* mecânica quântica: O "problema de medição" é um dos mistérios mais profundos da mecânica quântica. Não está claro exatamente como a função de onda entra em colapso durante a medição e como isso se relaciona com o mundo clássico que experimentamos.

Esse problema destaca a diferença fundamental em como a relatividade e a mecânica quântica tratam as informações e o papel da observação.

A busca por uma teoria unificada:

Os físicos estão trabalhando incansavelmente para desenvolver uma teoria unificada que pode reconciliar a relatividade e a mecânica quântica. Alguns candidatos promissores incluem:

* teoria da string: Essa teoria propõe que os blocos fundamentais de construção do universo não sejam partículas semelhantes a pontos, mas pequenas cordas vibratórias.
* loop quântica Gravidade: Essa teoria sugere que o próprio espaço -tempo é quantizado, o que significa que é composto de unidades discretas.

Encontrar uma teoria unificada bem -sucedida seria uma das maiores conquistas científicas de todos os tempos, pois proporcionaria uma compreensão completa do universo em todas as escalas, desde as menores partículas até as maiores galáxias.