Wie ist die Beziehung zwischen Quantenmechanik und allgemeiner Relativitätstheorie, und wie haben Wissenschaftler versucht, die beiden Theorien miteinander in Einklang zu bringen?
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Die Beziehung zwischen der Quantenmechanik und der allgemeinen Relativität ist komplex. Beide Theorien sind grundlegend für unser Verständnis des Universums, aber sie basieren auf unterschiedlichen Prinzipien und haben unterschiedliche Implikationen. Wissenschaftler versuchen seit Jahrzehnten, die beiden Theorien miteinander in Einklang zu bringen, und während Fortschritte erzielt wurden, ist eine vollständige Versöhnung noch nicht erreicht. Einer der wichtigsten Ansätze zur Vereinbarkeit der beiden Theorien ist die Entwicklung einer Quantentheorie der Schwerkraft, die die Prinzipien der Quantenmechanik und der allgemeinen Relativität zu einer einzigen einheitlichen Theorie kombinieren würde. Andere Ansätze umfassen Stringtheorie, Schleifenquantengravitation und nicht-kommutative Geometrie.
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Warum müssen wir diese beiden Theorien miteinander verbinden? Was sind die Grenzen der allgemeinen Relativität?
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Wir haben einen Rahmen, der gut funktioniert, um die Natur auf atomarem Maßstab zu verstehen und gibt uns ein Verständnis der Materie, und einen anderen Rahmen, der nur die Natur auf planetarischem oder größerem Maßstab erklärt. Natur ist, was sie ist, und kann nicht zwei Sätze von Regeln haben, je nachdem, wie genau man sie betrachtet. Schwarze Löcher, Neutronensterne und ähnliches liegen in der Kreuzung der beiden Theorien, und daher ist die Beobachtung von ihnen unsere beste Wette, sie zu versöhnen, aber eine enge Beobachtung ist nicht sehr möglich. Darüber hinaus hat ein reiferes Verständnis der Mesoskalischen Quantenphysik großes Potenzial für die Anwendung.
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