Quantum gravity (QG) is a field of theoretical physics that seeks to describe gravity according to the principles of quantum mechanics, and where quantum effects cannot be ignored. The current understanding of gravity is based on Albert Einstein's general theory of relativity, which is formulated within the framework of classical physics. On the other hand, the nongravitational forces are described within the framework of quantum mechanics, a radically different formalism for describing physical phenomena based on the wave-like nature of matter. The necessity of a quantum mechanical description of gravity follows from the fact that one cannot consistently couple a classical system to a quantum one.

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  • Quantum gravity (QG) is a field of theoretical physics that seeks to describe gravity according to the principles of quantum mechanics, and where quantum effects cannot be ignored. The current understanding of gravity is based on Albert Einstein's general theory of relativity, which is formulated within the framework of classical physics. On the other hand, the nongravitational forces are described within the framework of quantum mechanics, a radically different formalism for describing physical phenomena based on the wave-like nature of matter. The necessity of a quantum mechanical description of gravity follows from the fact that one cannot consistently couple a classical system to a quantum one. Although a quantum theory of gravity is needed in order to reconcile general relativity with the principles of quantum mechanics, difficulties arise when one attempts to apply the usual prescriptions of quantum field theory to the force of gravity via graviton bosons. The problem is that the theory one gets in this way is not renormalizable and therefore cannot be used to make meaningful physical predictions. As a result, theorists have taken up more radical approaches to the problem of quantum gravity, the most popular approaches being string theory and loop quantum gravity. A recent development is the theory of causal fermion systems which gives quantum mechanics, general relativity, and quantum field theory as limiting cases. Strictly speaking, the aim of quantum gravity is only to describe the quantum behavior of the gravitational field and should not be confused with the objective of unifying all fundamental interactions into a single mathematical framework. While any substantial improvement into the present understanding of gravity would aid further work towards unification, study of quantum gravity is a field in its own right with various branches having different approaches to unification. Although some quantum gravity theories, such as string theory, try to unify gravity with the other fundamental forces, others, such as loop quantum gravity, make no such attempt; instead, they make an effort to quantize the gravitational field while it is kept separate from the other forces. A theory of quantum gravity that is also a grand unification of all known interactions is sometimes referred to as The Theory of Everything (TOE). One of the difficulties of quantum gravity is that quantum gravitational effects are only expected to become apparent near the Planck scale, a scale far smaller in distance (equivalently, far larger in energy) than what is currently accessible at high energy particle accelerators. As a result, quantum gravity is a mainly theoretical enterprise, although there are speculations about how quantum gravitational effects might be observed in existing experiments. (en)
  • 25بك المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر. يرجى إيراد مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (فبراير 2016) ثقالة كمومية أو جاذبية كمومية في الفيزياء (بالإنجليزية: Quantum Gravity): تحتوي نظرية ميكانيكا الكم على القوى الثلات للطبيعة التي تتمثل في الكهرمغناطيسية والقوى النووية الضعيفة والقوى النووية القوية بينما لا تحتوي على الجاذبية التي نجدها في النظرية النسبية لألبرت أينشتاين وهذا ما يسمى بمشكلة الثقالة الكمية فأتت نظرية الأوتار الفائقة لتحل هذه المعضلة الفيزيائية ولتزاوج بين ميكانيكا الكم والنسبية اللتان حيرتا العلماء لأنهما أثبتا أنهما صحيحتان حينما نطبقهما على حدة في مجال تطبيقهما : تطبق ميكانيكا الكم على العالم الميكروسكوبي أي أنظمة الذرات والجزيئات و والجسيمات الأولية ومواصفات تلك الأنظمة و تطبق النظرية النسبية على العالم الماكروسكوبي - أي عالم الأجسام الكبيرة مثل حركة الأجرام السماوية و سرعة الضوء وعلم الفلك . وقد نجح ديراك بربط النظرية النسبية بميكانيكا الكم ، وتعتبر من نجاح معادلة ديراك انها تنبأت بوجود البوزيترون قبل اكتشافه (وهو نقيض الإلكترون) . كما أن النظرية النسبية الخاصة تصف بنجاح حركة الجسيمات الأولية عند السرعات العالية القريبة من سرعة الضوء ، مثل حركة البروتون في معجلات البروتونات ، وحركة الإلكترون سواء في الفضاء الخارجي أو في معجلات الإلكترونات . فالنظرية النسبية الخاصة تنطبق بصفة عامة علي كل شيء تقترب سرعته من سرعة الضوء ، وهي تؤول إلى ميكانيكا نيوتن عند السرعات البطيئة المعتادة ومنها سرعات الكواكب حول الشمس . (ar)
  • Die Quantengravitation ist eine derzeit noch in der Entwicklung befindliche Theorie, welche die Quantenphysik und die allgemeine Relativitätstheorie, also die beiden großen physikalischen Theorien des 20. Jahrhunderts, vereinigen soll. Während die allgemeine Relativitätstheorie nur eine der vier Elementarkräfte des Universums beschreibt, nämlich die Gravitation, behandelt die Quantentheorie die anderen drei Elementarkräfte (elektromagnetische Wechselwirkung, schwache Wechselwirkung und starke Wechselwirkung). Die Vereinigung dieser beiden Theorien ist unter anderem wegen ihrer Überschneidungen, aber auch wegen abweichender wissenschaftsphilosophischer Konsequenzen notwendig. (de)
  • La gravedad cuántica es el campo de la física teórica que procura unificar la teoría cuántica de campos, que describe tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, con la relatividad general, la teoría de la cuarta fuerza fundamental: la gravedad. La meta es lograr establecer una base matemática unificada que describa el comportamiento de todas las fuerzas de la Naturaleza, conocida como la Teoría del campo unificado. (es)
  • La gravité quantique est une branche de la physique théorique tentant d'unifier la mécanique quantique et la relativité générale. Une telle théorie permettrait notamment de comprendre les phénomènes impliquant de larges masses de matière ou d'énergie sur de très petites dimensions spatiales, telles que les trous noirs ou l'origine de l'univers. L'approche générale utilisée pour obtenir une théorie de la gravité quantique est, présumant que la théorie sous-jacente doit être simple et élégante, d'examiner les symétries et indices permettant de combiner mécanique quantique et la relativité générale en une théorie globale unifiée. (fr)
  • La gravità quantistica è il campo della fisica teorica che tenta di unificare la teoria quantistica dei campi denominata Modello standard, che descrive tre delle forze fondamentali della natura (elettromagnetica, debole e forte), con la teoria della relatività generale, che descrive la gravità. Lo scopo delle teorie proposte, come ad esempio la teoria delle stringhe, è quello di ottenere una struttura unica per tutte le quattro forze fondamentali, realizzando una teoria del tutto. (it)
  • 量子重力理論(りょうしじゅうりょくりろん、quantum gravity theory)は、重力相互作用(重力)を量子化した理論である。単に量子重力(りょうしじゅうりょく:Quantum Gravity, Quantum Gravitation)または重力の量子論(Quantum Theory of Gravity)などとも呼ばれる。 (ja)
  • Grawitacja kwantowa – grawitacja opisana z zastosowaniem formalizmu teorii kwantowej. Model oddziaływań grawitacyjnych w bardzo małych skalach przestrzennych. W chwili obecnej jest rozwijanych kilka teorii grawitacji kwantowej, m.in.: * teoria strun * grawitacja pętlowa (pl)
  • Gravitação quântica é o campo da física teórica que desenvolve modelos físico-matemáticos específicos, no propósito de contribuir para a unificação da mecânica quântica (que já descreve três das quatro conhecidas interações de campo) com a relatividade geral (que contempla e descreve a quarta interação de campo, a interação gravitacional). Gravitação quântica, em si, busca conciliar no domínio quântico (subatômico) a aplicação da interação gravitacional. O desafio final é construir uma teoria do campo unificado (a teoria do tudo), que descreva todas as interações nos domínios micro e macrocósmico. Muito da dificuldade em se fundir estas teorias origina-se das hipóteses radicalmente diferentes que estas teorias utilizam para explicar como nosso universo funciona. Enquanto a teoria de campo quântico baseia-se em campo de partículas embutidas no espaço-tempo da relatividade restrita, a relatividade geral modela a gravidade como uma curvatura no espaço-tempo que afeta o movimento das massas. O caminho mais óbvio para combinar estas duas (que é tratar a gravidade como simplesmente outro campo de partícula) conduz rapidamente para aquilo que conhecemos como problema da renormalização. Partículas de gravidade devem atrair-se mutuamente, somando juntas todas as interações, resultando em muitos valores infinitos os quais não podem ser facilmente cancelados sem ajuste sensível. Isto contrasta com a eletrodinâmica quântica onde algumas vezes se atinge resultados infinitos, mas estes, por serem poucos, podem ser removidos via renormalização. Ambas, mecânica quântica e relatividade geral tem sido altamente bem sucedidas. Infelizmente, a energia e as condições na qual a gravitação quântica se torna importante são inacessíveis aos experimentos laboratoriais atuais. O resultado disto é que não há dados observacionais que possam prover qualquer auxílio para combinar as duas . A abordagem geral tomada na geração de uma teoria quântica da gravidade é assumir que a teoria em questão será simples e elegante e então procurar nas teorias atuais por simetrias e dicas de como combiná-las em uma teoria mais abrangente. Um problema com esta abordagem é que não sabemos se a resultante será uma teoria simples e elegante.No entanto, tal teoria se faz necessária no sentido de compreender problemas onde estão envolvidas uma combinação de grandes massas e energias com dimensões espaciais muito reduzidas, tais como o comportamento de buracos negros, e a origem do universo. (pt)
  • Kwantumgravitatie is een (voorlopig nog niet helemaal begrepen) theorie die twee fundamentele natuurkundige theorieën die bekend zijn met elkaar verenigt: kwantummechanica en relativiteitstheorie. Zo'n theorie zou in staat zijn het gedrag van zwaartekracht op de allerkleinste schaal te beschrijven, waar kwantumeffecten belangrijk worden. Ook zou zo'n theorie in staat zijn een beter inzicht te geven in de fundamentele eigenschappen van zwarte gaten. De meeste wetenschappers zijn van mening dat de kwantumgravitatietheorie een consistente theorie is die alle bekende natuurkundige kennis kan verenigen in één model. In andere woorden, men denkt dat de Theorie van alles een kwantumgravitatietheorie is. Dat laatste is dus niet strikt noodzakelijk maar wordt wel algemeen aangenomen. Momenteel zijn er twee voorbeelden bekend van kwantumgravitatietheorieën: snaartheorie (en al zijn uitbreidingen zoals de M-theorie en de F-theorie) en loop-kwantumzwaartekracht. Beide worden intens bestudeerd in de theoretische natuurkunde omwille van hun interessante wiskundige eigenschappen maar, aangezien beide consistente kwantumgravitatietheorieën zijn, vooral als kandidaten voor de Theorie van alles. (nl)
  • Ква́нтовая гравита́ция — направление исследований в теоретической физике, целью которого является квантовое описание гравитационного взаимодействия (и, в случае успеха, — объединение таким образом гравитации с остальными тремя фундаментальными взаимодействиями, то есть построение так называемой «теории всего»). (ru)
  • 量子引力,是對引力場進行量子化描述的理論,屬於萬有理論之一。研究方向主要嘗試結合廣義相對論與量子力學,為當前的物理學尚未解决的問題。當前主流嘗試理論有:超弦理論、迴圈量子重力理論。引力波的发现,为量子引力理论提供了新的佐证。 (zh)
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  • Die Quantengravitation ist eine derzeit noch in der Entwicklung befindliche Theorie, welche die Quantenphysik und die allgemeine Relativitätstheorie, also die beiden großen physikalischen Theorien des 20. Jahrhunderts, vereinigen soll. Während die allgemeine Relativitätstheorie nur eine der vier Elementarkräfte des Universums beschreibt, nämlich die Gravitation, behandelt die Quantentheorie die anderen drei Elementarkräfte (elektromagnetische Wechselwirkung, schwache Wechselwirkung und starke Wechselwirkung). Die Vereinigung dieser beiden Theorien ist unter anderem wegen ihrer Überschneidungen, aber auch wegen abweichender wissenschaftsphilosophischer Konsequenzen notwendig. (de)
  • La gravedad cuántica es el campo de la física teórica que procura unificar la teoría cuántica de campos, que describe tres de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, con la relatividad general, la teoría de la cuarta fuerza fundamental: la gravedad. La meta es lograr establecer una base matemática unificada que describa el comportamiento de todas las fuerzas de la Naturaleza, conocida como la Teoría del campo unificado. (es)
  • La gravità quantistica è il campo della fisica teorica che tenta di unificare la teoria quantistica dei campi denominata Modello standard, che descrive tre delle forze fondamentali della natura (elettromagnetica, debole e forte), con la teoria della relatività generale, che descrive la gravità. Lo scopo delle teorie proposte, come ad esempio la teoria delle stringhe, è quello di ottenere una struttura unica per tutte le quattro forze fondamentali, realizzando una teoria del tutto. (it)
  • 量子重力理論(りょうしじゅうりょくりろん、quantum gravity theory)は、重力相互作用(重力)を量子化した理論である。単に量子重力(りょうしじゅうりょく:Quantum Gravity, Quantum Gravitation)または重力の量子論(Quantum Theory of Gravity)などとも呼ばれる。 (ja)
  • Grawitacja kwantowa – grawitacja opisana z zastosowaniem formalizmu teorii kwantowej. Model oddziaływań grawitacyjnych w bardzo małych skalach przestrzennych. W chwili obecnej jest rozwijanych kilka teorii grawitacji kwantowej, m.in.: * teoria strun * grawitacja pętlowa (pl)
  • Ква́нтовая гравита́ция — направление исследований в теоретической физике, целью которого является квантовое описание гравитационного взаимодействия (и, в случае успеха, — объединение таким образом гравитации с остальными тремя фундаментальными взаимодействиями, то есть построение так называемой «теории всего»). (ru)
  • 量子引力,是對引力場進行量子化描述的理論,屬於萬有理論之一。研究方向主要嘗試結合廣義相對論與量子力學,為當前的物理學尚未解决的問題。當前主流嘗試理論有:超弦理論、迴圈量子重力理論。引力波的发现,为量子引力理论提供了新的佐证。 (zh)
  • Quantum gravity (QG) is a field of theoretical physics that seeks to describe gravity according to the principles of quantum mechanics, and where quantum effects cannot be ignored. The current understanding of gravity is based on Albert Einstein's general theory of relativity, which is formulated within the framework of classical physics. On the other hand, the nongravitational forces are described within the framework of quantum mechanics, a radically different formalism for describing physical phenomena based on the wave-like nature of matter. The necessity of a quantum mechanical description of gravity follows from the fact that one cannot consistently couple a classical system to a quantum one. (en)
  • 25بك المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر. يرجى إيراد مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (فبراير 2016) ثقالة كمومية أو جاذبية كمومية في الفيزياء (بالإنجليزية: Quantum Gravity): تطبق ميكانيكا الكم على العالم الميكروسكوبي أي أنظمة الذرات والجزيئات و والجسيمات الأولية ومواصفات تلك الأنظمة و تطبق النظرية النسبية على العالم الماكروسكوبي - أي عالم الأجسام الكبيرة مثل حركة الأجرام السماوية و سرعة الضوء وعلم الفلك . وقد نجح ديراك بربط النظرية النسبية بميكانيكا الكم ، وتعتبر من نجاح معادلة ديراك انها تنبأت بوجود البوزيترون قبل اكتشافه (وهو نقيض الإلكترون) . (ar)
  • La gravité quantique est une branche de la physique théorique tentant d'unifier la mécanique quantique et la relativité générale. Une telle théorie permettrait notamment de comprendre les phénomènes impliquant de larges masses de matière ou d'énergie sur de très petites dimensions spatiales, telles que les trous noirs ou l'origine de l'univers. (fr)
  • Kwantumgravitatie is een (voorlopig nog niet helemaal begrepen) theorie die twee fundamentele natuurkundige theorieën die bekend zijn met elkaar verenigt: kwantummechanica en relativiteitstheorie. Zo'n theorie zou in staat zijn het gedrag van zwaartekracht op de allerkleinste schaal te beschrijven, waar kwantumeffecten belangrijk worden. Ook zou zo'n theorie in staat zijn een beter inzicht te geven in de fundamentele eigenschappen van zwarte gaten. (nl)
  • Gravitação quântica é o campo da física teórica que desenvolve modelos físico-matemáticos específicos, no propósito de contribuir para a unificação da mecânica quântica (que já descreve três das quatro conhecidas interações de campo) com a relatividade geral (que contempla e descreve a quarta interação de campo, a interação gravitacional). Gravitação quântica, em si, busca conciliar no domínio quântico (subatômico) a aplicação da interação gravitacional. O desafio final é construir uma teoria do campo unificado (a teoria do tudo), que descreva todas as interações nos domínios micro e macrocósmico. (pt)
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  • Gravité quantique (fr)
  • Gravità quantistica (it)
  • 量子重力理論 (ja)
  • Grawitacja kwantowa (pl)
  • Kwantumgravitatie (nl)
  • Gravitação quântica (pt)
  • Квантовая гравитация (ru)
  • 量子引力 (zh)
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