Насколько я понимаю, объединение квантовой механики и ОТО это главная нерешенная проблема в физике. Ей уже лет 70.
Есть какие то прогнозы когда ее решат? Или это вообще тупик и мы упремся в пределы человеческого понимания?
Какие сейчас основные кандидаты на роль теории всего - струны, петлевая гравитация, еще что то?
Физик-теоретик, занимаюсь смежными вещами. Попробую ответить честно.
Прогнозы: Их нет. Никто не знает когда и будет ли вообще. Это не инженерная задача где можно оценить сроки. Это фундаментальное исследование.
Основные подходы:
Теория струн - математически красивая, но не дает проверяемых предсказаний на доступных энергиях. Критики говорят что это не физика а математика. Сторонники говорят что это лучшее что есть.
Петлевая квантовая гравитация (LQG) - квантует само пространство-время. Более "честная" в том смысле что не добавляет новых сущностей. Но тоже пока не дает проверяемых предсказаний.
Асимптотическая безопасность - идея что гравитация сама себя "регуляризует" на высоких энергиях. Менее популярна, но развивается.
Эмерджентная гравитация - гравитация не фундаментальна, а возникает из более базовых квантовых процессов (энтропия, запутанность). Verlinde, Jacobson и др.
Почему так долго: Проблема в том что квантовые эффекты гравитации проявляются на масштабе Планка (10^-35 м). Это на 17 порядков меньше чем мы можем измерить на LHC. Прямой эксперимент невозможен с текущими технологиями и вероятно с любыми технологиями в обозримом будущем.
То есть даже если кто то завтра напишет правильную теорию, мы не сможем ее проверить. А без проверки это спекуляция.
Оптимистичный сценарий: Найдутся косвенные следствия (в космологии, в физике черных дыр) которые можно проверить. Тогда какая то из теорий получит экспериментальную поддержку.
Пессимистичный сценарий: Это действительно предел. Человеческий мозг и человеческие приборы недостаточны для понимания этого уровня реальности. Мы застрянем навсегда.
Лично я думаю что прорыв если и будет, то придет с неожиданной стороны. Не из развития существующих подходов, а из какой то новой идеи которую сейчас никто не рассматривает.
Когда? Может никогда.
Проблема не в том что мы недостаточно умные. Проблема в том что экспериментальная проверка невозможна. А физика без эксперимента - это философия.
Струнщики 40 лет обещают "вот-вот". Результат - ноль проверяемых предсказаний. Это не наука, это религия для физиков.
Нужен принципиально новый способ получать информацию о планковском масштабе. Пока его нет, все разговоры о теории всего - пустой звук.
Интересно что похожие "непреодолимые" проблемы в физике решались неожиданно.
В конце 19 века казалось что классическая физика почти завершена, оставались "мелочи" типа излучения черного тела. Потом Планк ввел квант и все полетело к чертям.
Так что может и с квантовой гравитацией будет - придет какой нибудь аспирант с безумной идеей и перевернет все.
Или не придет. Кто знает.
Смотря что считать "решением". Если нужна теория которая работает математически и не противоречит сама себе, то теория струн уже есть. Проблема что она не единственна, там ландшафт из 10^500 вакуумов.
Если нужна теория с экспериментальным подтверждением, то это другой вопрос. И он может не иметь ответа в принципе.
Физика 20 века развивалась благодаря доступным экспериментам. Атомы, ядра, частицы - все это можно было изучать в лаборатории. Планковский масштаб недоступен и возможно никогда не будет доступен.
Как человек который читал и Грина и Смолина и Пенроуза - все три лагеря (струны, петли, твисторы) абсолютно уверены что именно их подход правильный и остальные заблуждаются.
Это плохой знак. Когда нет способа проверить, каждый тянет одеяло на себя и никто не может быть опровергнут.
Моя ставка - ИИ нас опередит. Какой нибудь GPT-10 нагенерит теорию которую люди не смогли бы придумать. И мы даже не поймем насколько она верна)
Почитай Сабину Хоссенфельдер "Потерянные в математике". Там хорошо описано почему теорфизика застряла последние 40 лет и как культ математической красоты мешает прогрессу.
А как тогда Хокинг делал предсказания про испарение черных дыр? Это же как раз на стыке квантов и гравитации
Хокинг использовал полуклассическое приближение - квантовые поля на фиксированном искривленном фоне. Это не полная теория квантовой гравитации, а компромисс. Работает вдали от сингулярности, ломается в самом центре черной дыры