Општа релативност, Еинстеинова теорија гравитације, даје нам корисну основу за математичко моделирање свемира великих размера - док нам квантна теорија даје корисну основу за моделирање физике суб-атомских честица и вероватно мале физике густине великих густина енергије рани свемир - наносекунде након Великог праска - који општу релативност само моделира као сингуларност и о томе нема ништа друго да каже.
Теорије квантне гравитације могу имати још пуно тога за рећи. Проширивањем опште релативности у квантизовану структуру за простор-време, можда можемо премостити јаз између физике малих и великих размера. На пример, постоји двоструко посебна релативност.
Уз конвенционалну специјалну релативност, два различита инерцијална референтна оквира могу различито мерити брзину истог објекта. Дакле, ако сте у возу и бацате тениску лоптицу напред, могли бисте је мерити кретањем брзином од 10 километара на сат. Али неко ко стоји на платформи железничке станице и гледа како ваш воз пролази брзином од 60 километара на сат, мери брзину лопте на 60 + 10 - тј. 70 километара на сат. Дајте или узмите неколико нанометара у секунди, обојица сте у праву.
Међутим, као што је истакао Ајнштајн, урадите исти експеримент где сијате сноп бакље, уместо да бацате лопту, напред у воз - и ви у возу и особа на перону мерите брзину снопа бакље као брзину светлости - без додатних 60 километара на сат - и обоје сте у праву.
Испада да се за особу на перону, компоненте брзине (удаљеност и време) мењају у возу тако да се раздаљине уговарају и време повећава (тј. Спорији тактови). А математиком Лорензових трансформација ови ефекти постају очигледнији брже него што воз иде. Такође се испоставило да се маса предмета у возу такође повећава - иако се, пре него што неко пита, воз не може претворити у црну рупу чак ни на 99,9999 (итд.) Процената брзине светлости.
Сада, двострука специјална релативност, предлаже да не само да је брзина светлости увек иста, без обзира на ваш референтни оквир, већ су и Планцкове јединице масе и енергије увек исте. То значи да се релативистички ефекти (попут масе која се појачава у возу) не појављују на Планцковој (тј. Врло малој) скали - мада на већим размерама, двоструко специјална релативност треба да даје резултате који се не разликују од уобичајене посебне релативности.
Дупло посебна релативност може се такође генерализовати према теорији квантне гравитације - која би, када се прошири из Планцк-ове скале, требало да даје резултате који се не могу разликовати од опште релативности.
Испада да је на Планцковој скали е = м, иако је на макро скали е = мц2. А код Планцк-ове скале, Планцкова маса је 2.17645 × 10-8 кг - наводно маса јајета буве - и има Сцхварзсцхилду радијус Планцкове дужине - што значи да ако ту масу компримирате у тако мален волумен, она би постала врло мала црна рупа која садржи једну Планцкову јединицу енергије.
Другим речима, на Планцковој скали, гравитација постаје значајна сила у квантној физици. Иако стварно, све што кажемо је да постоји једна Планцкова јединица гравитационе силе између две Планцкове масе када је раздвојена Планцковом дужином - и успут, Планцкова дужина је удаљеност која се светлост креће у једној јединици Планцкова времена!
А пошто је једна Планцкова јединица енергије (1,22 × 10)19 ГеВ) се сматра максималном енергијом честица - примамљиво је сматрати да то представља услове који се очекују у епохи Планка, а то је прва фаза Великог праска.
Све звучи узбудљиво, али овај начин размишљања је критикован као трик за унапређење математике, уклањањем важних информација о физичким системима који се разматрају. Такође ризикујете да подривате основна начела конвенционалне релативности, јер, како у наставку рада стоји, дужина Планка може се сматрати непроменљивом константом независно од референтног оквира посматрача, док брзина светлости постаје променљива при веома великим енергетским густинама.
Ипак, с обзиром да се не очекује да ни Велики хадронски сударач достави изравне доказе о томе шта се може, а што не може догодити на Планцковој скали - за сада, чини се да ће рад математике бити бољи начин да се напредује.
Додатна литература: Зханг и др. Фотонска гасна термодинамика у двоструко специјалној релативности.
