Relativiti umum, teori graviti Einstein, memberi kita asas yang berguna untuk memodelkan alam semesta skala besar secara matematik - sementara teori kuantum memberi kita asas yang berguna untuk memodelkan fizik zarah sub-atom dan kemungkinan fizik berskala kecil, berkekuatan tinggi alam semesta awal - nanoseconds selepas Big Bang - yang relativiti umum hanya menjadi ciri khas dan tidak ada yang lain untuk diperkatakan mengenai perkara ini.
Teori graviti kuantum mungkin lebih banyak diperkatakan. Dengan memperluas relativiti umum ke dalam struktur kuantitatif untuk ruang-waktu, mungkin kita dapat menjembatani jurang antara fizik skala kecil dan besar. Contohnya, terdapat kerelatifan khas yang berganda.
Dengan relativiti khas konvensional, dua kerangka rujukan inersia yang berbeza dapat mengukur kelajuan objek yang sama secara berbeza. Jadi, jika anda menaiki kereta api dan melemparkan bola tenis ke depan, anda mungkin mengukurnya bergerak pada jarak 10 kilometer sejam. Tetapi orang lain yang berdiri di platform stesen kereta api menyaksikan kereta api anda berlalu dengan jarak 60 kilometer sejam, mengukur kelajuan bola pada 60 + 10 - iaitu 70 kilometer sejam. Beri atau ambil beberapa nanometer sesaat, anda berdua betul.
Namun, seperti yang ditunjukkan oleh Einstein, lakukan eksperimen yang sama di mana anda menyinari balok obor, dan bukannya melemparkan bola, ke depan di kereta api - anda berdua di kereta api dan orang di platform mengukur kelajuan pancaran obor dengan kelajuan cahaya - tanpa tambahan 60 kilometer sejam - dan anda berdua betul.
Ini menunjukkan bahawa bagi orang di platform, komponen kelajuan (jarak dan waktu) diubah di kereta api sehingga jarak dikontrak dan waktu dilebarkan (iaitu jam lebih lambat). Dan dengan matematik transformasi Lorenz, kesan ini menjadi lebih jelas lebih cepat daripada perjalanan kereta api. Ternyata jisim objek di kereta api juga meningkat - walaupun, sebelum ada yang bertanya, kereta api tidak dapat berubah menjadi lubang hitam walaupun pada 99.9999 (dll) persen dari kecepatan cahaya.
Sekarang, relativiti berganda khas, mencadangkan bahawa bukan sahaja kelajuan cahaya selalu sama tanpa mengira kerangka rujukan anda, tetapi unit jisim dan tenaga Planck juga selalu sama. Ini bermaksud bahawa kesan relativistik (seperti jisim yang kelihatan meningkat di kereta api) tidak berlaku pada skala Planck (iaitu sangat kecil) - walaupun pada skala yang lebih besar, relativiti khas dua kali ganda akan memberikan hasil yang tidak dapat dibezakan dari relativiti khas konvensional.
Relativiti khas yang berlipat ganda juga dapat digeneralisasikan ke arah teori gravitasi kuantum - yang, ketika diperluas dari skala Planck, harus memberikan hasil yang tidak dapat dibedakan dari relativiti umum.
Ternyata pada skala Planck e = m, walaupun pada skala makro e = mc2. Dan pada skala Planck, jisim Planck adalah 2.17645 × 10-8 kg - kononnya jisim telur kutu - dan mempunyai jejari Schwarzschild dengan panjang Planck - yang bermaksud bahawa jika anda memampatkan jisim ini menjadi jumlah yang kecil, ia akan menjadi lubang hitam yang sangat kecil yang mengandungi satu unit tenaga Planck.
Dengan kata lain, pada skala Planck, graviti menjadi kekuatan yang signifikan dalam fizik kuantum. Walaupun sebenarnya, yang kami katakan ialah terdapat satu unit daya graviti Planck antara dua jisim Planck apabila dipisahkan oleh panjang Planck - dan omong-omong, panjang Planck adalah jarak yang bergerak cahaya dalam satu unit masa Planck!
Dan kerana satu unit tenaga Planck (1,22 × 1019 GeV) dianggap sebagai tenaga zarah maksimum - menggoda untuk mempertimbangkan bahawa ini mewakili keadaan yang diharapkan pada zaman Planck, yang merupakan tahap pertama Big Bang.
Semuanya terdengar sangat mengasyikkan, tetapi pemikiran ini dikritik sebagai satu muslihat untuk menjadikan matematik berfungsi dengan lebih baik, dengan membuang maklumat penting mengenai sistem fizikal yang dipertimbangkan. Anda juga berisiko merosakkan prinsip asas relativiti konvensional kerana, seperti yang digariskan oleh kertas di bawah ini, panjang Planck dapat dianggap sebagai pemalar yang tidak berubah dari kerangka rujukan pemerhati sementara kelajuan cahaya menjadi berubah pada kepadatan tenaga yang sangat tinggi.
Walaupun begitu, kerana Large Hadron Collider tidak diharapkan dapat memberikan bukti langsung mengenai apa yang mungkin atau tidak berlaku pada skala Planck - buat masa ini, menjadikan matematik berfungsi lebih baik nampaknya merupakan jalan terbaik untuk maju.
Bacaan lanjut: Zhang et al. Termodinamik Gas Photon dalam Relativiti Khas Berganda.
