Мы выяснили, что описание нашего мира в терминах размера, времени и энергии, соответствующее ньютоновской физике, является лишь приближенным и что под ним скрываются более фундаментальные физические теории, которые работают в условиях экстремальных масштабов. На одном конце шкалы располагается квантовая теория поля, которая привела к созданию Стандартной модели элементарных частиц и объясняет три из четырех известных сил природы. На другом конце шкалы – общая теория относительности, которая дает Стандартную модель космологии, описывающей гравитацию. Эта модель для огромных масштабов имеет множество наименований – принцип соответствия, модель Лямбда-CDM или космологическая теория Большого взрыва. Я более подробно расскажу о ней в следующей главе.

Физикам часто задают вопрос: почему нам кажется столь важным и вообще возможно ли в принципе потакать этому стремлению к унификации, пытаться свести воедино эти две модели, описывающие явления совершенно различных масштабов: квантовый мир и мир космоса? Конечно, каждая из них прекрасно работает в своей области – разве этого не достаточно? Но снова подчеркну: цель физики не просто в том, чтобы объяснить, что мы видим, или найти нашим идеям полезное применение; смысл физики в том, чтобы наиболее глубоко и полно понять реальность.

Итак, в данный момент наше положение таково: мы застряли между двумя успешными теориями, квантовой теорией поля и общей теорией относительности, которые не очень склонны сочетаться друг с другом. Вообще-то, непохоже, чтобы у них было много общего; и математические аппараты у них несовместимы друг с другом. Однако не может быть, чтобы у этой истории не было продолжения. Мы ведь знаем, что пространство-время реагирует на материю, которой оно заполнено. А еще мы знаем, что материя в субатомном масштабе ведет себя согласно законам квантовой механики, что должно непременно сказаться на поведении пространства-времени. Если ненаблюдаемый электрон находится в квантовой суперпозиции и в двух или более состояниях одновременно – например, если его квантовое состояние размыто по некоторому объему пространства или находится в суперпозиции нескольких видов энергии, – то эта размытость должна как-то отражаться и на пространстве-времени вокруг электрона. И Принстонский университет не обладает исключительными правами на решение проблемы общей теории относительности.

Итак, остается вопрос: как нам проквантовать гравитационное поле? Что надо сделать, чтобы объединить квантовую теорию поля и теорию общей относительности? И если они совершенно несовместимы, то какая из них должна «уступить», чтобы позволить нам прийти к теории квантовой гравитации?