薛定諤的貓代表量子力學，黑洞代表廣義相對論，它們會如何結合？
引力是人類認識到的第一種基本力，但它仍然是人們最不瞭解的。物理學家可以精確地預測引力對保齡球、恆星和行星的影響，但沒有人知道引力如何與微小粒子或量子相互作用。
近一個世紀以來，人們一直在尋找一種量子引力理論——描述這種引力如何作用於宇宙中最微小的物體。這是由一個簡單的預期所驅動的：一個萬有引力定律手冊應該統治所有星系、夸克和它們之間的一切事物。
廣義相對論的邊緣
理論物理學中最棘手問題的核心在於這一領域的兩大成就之間的衝突。阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論用物質彎曲周圍時空的描述取代了艾薩克·牛頓關於物體間簡單引力的概念。在愛因斯坦的方程中，引力是時空本身的形狀，物體沿著這些彎曲的路徑運動，就好像它們相互吸引一樣。
廣義相對論陸續通過了天體物理學家對它的每一個測試，包括愛因斯坦從未想象過的情形。但是大多數專家預計愛因斯坦的理論有一天會失敗，因為宇宙最終看起來是崎嶇不平的，而不是平坦的。
行星和恆星實際上是原子的集合，而原子又是由電子和夸克構成的。這些小粒子通過交換其他類型的粒子而結合或分裂，從而產生吸引力和排斥力。例如，電磁力來自於交換被稱為虛光子的粒子。將磁鐵粘在冰箱上的力可以描述為一個平滑的經典磁場，但磁場的精細細節取決於產生磁場的量子粒子。
在宇宙的四種基本力（引力、電磁力和強弱核力）中，只有引力缺少“量子”的描述。因此，沒有人確切地知道（儘管有很多想法）引力場是從哪裡來的，或者單個粒子在引力場中是如何作用的。
奇怪的力
儘管重力使我們困在地面上，但廣義相對論認為它不是一種力，而是空間本身的形狀。其他量子理論將空間視為測量粒子飛行距離和速度的平坦背景。當空間小到和電子一樣的時候，忽略粒子的空間曲率是有效的，因為引力比其他力弱得多，這時空間看起來是平坦的。引力和時空曲率的影響只有在行星和恆星這種級別的大小才會明顯。當物理學家試圖計算電子周圍空間的曲率時，因為它很小使得數學計算卻變得不可能。
20世紀40年代末，物理學家發展了一種稱為重正化的技術，用以處理量子力學的變幻莫測，它允許電子以各種各樣的方式為無聊的旅行增添趣味。例如，它可能會射出一個光子。光子可以分裂成一個電子和它的反物質正電子。這對正負電子可以發射出更多的光子，這些光子可以分裂成更多的正負電子對，以此類推，非常有趣。
雖然一個完美的計算需要計算出電子旅程的無窮變化，重正化讓物理學家把不受控制的可能性收集到幾個可測量的數字中，比如電子的電荷和質量。他們無法預測這些值，但他們可以把實驗結果代入，並利用它們做出其他預測，比如電子的走向。
當被稱為引力子的理論粒子進入場景時，重正化就無法工作了。引力子也有自己的能量，這會產生更多的空間扭曲，繼而產生更多的引力子，接著又會產生更多的扭曲，更多的引力子，等等，通常會導致一個巨大的數學混亂。即使物理學家試圖把一些無窮大的東西堆在一起進行實驗測量，他們最終還是淹沒在無窮多的堆裡。
在實踐中，當大量的質量和能量把空間扭曲得如此之緊，甚至連電子和它們的同類也不得不注意時，這種處理粒子周圍曲率的失敗就會變得致命——比如黑洞的情況。
將引力帶入褶皺
利用廣義相對論的近似值(恩格爾哈特稱之為“創可貼”)，物理學家已經對引力子的樣子有了一個概念。像木星一樣重的粒子對撞機需要100年的實驗才能探測到一個。因此，理論家們正在重新思考宇宙中最基本元素的本質。
一種被稱為環量子引力的理論，旨在通過將空間和時間分解成小塊來解決粒子和時空之間的衝突——這是一種無法超越的終極解決方案。
弦理論是另一個流行的理論框架，它採用了一種不同的方法，用纖維狀的弦代替了粒子，而纖維狀的弦在數學上比點狀的弦表現得更好。這個簡單的改變會帶來複雜的後果，但一個很好的特點是，重力不再是數學計算的一部分。恩格爾哈特說，即使愛因斯坦和他的同時代人從未發展出廣義相對論，物理學家後來也會在弦理論中發現它。
根據恩格爾哈特的說法，弦理論學家們已經發現了更多的跡象，表明在最近幾十年裡，弦理論的發展是卓有成效的。簡單地說，空間本身的概念可能會分散物理學家對宇宙更基本結構的注意力。
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