Теория, которая квантует само пространство-время, предполагая, что пространство состоит из дискретных петель.Петлевая квантовая гравитация — это теоретическая концепция, которая пытается согласовать общую теорию относительности с квантовой механикой путем квантования самого пространства-времени. В отличие от подходов, рассматривающих пространство-время как фиксированный фон, петлевая квантовая гравитация предполагает, что пространство не является непрерывным, а состоит из дискретных, конечных «кусочков» или петель. Эти петли образуют спиновую сеть — граф, ребра и узлы которого представляют квантованные площади и объемы. Теория предсказывает, что пространство имеет зернистую структуру на планковском масштабе, около 10^-35 метров, и что само время может быть эмерджентным, а не фундаментальным.
Петлевая квантовая гравитация была разработана в конце 1980-х и начале 1990-х годов Абхаем Аштекаром, Карло Ровелли и Ли Смолиным на основе более ранних работ Роджера Пенроуза о спиновых сетях. Она остается активной областью исследований, хотя экспериментально пока не подтверждена.
Теория начинается с переформулировки общей теории относительности в терминах связности, аналогично калибровочным теориям в физике частиц. Квантование этой связности приводит к состояниям, описываемым спиновыми сетями. Ключевое новшество заключается в том, что геометрические операторы, такие как площадь и объем, имеют дискретные спектры — они могут принимать только определенные квантованные значения. Это позволяет избежать сингулярностей классической общей теории относительности, таких как сингулярности в центре черных дыр или в момент Большого взрыва, поскольку дискретная структура предотвращает бесконечное сжатие. Вместо этого внутренность черной дыры может «отскочить» в новую расширяющуюся область, а Вселенная могла существовать до Большого взрыва.
Хотя в первую очередь теория является теоретической, петлевая квантовая гравитация способствует исследованиям в области термодинамики черных дыр, ранней Вселенной и квантовой информации, и в конечном итоге может привести к проверяемым предсказаниям для обсерваторий гравитационных волн.
В петлевой квантовой гравитации площадь поверхности не может быть сколь угодно малой; она должна быть кратной фундаментальной единице, примерно квадрату планковской длины, что составляет около 10^-70 квадратных метров.
