Hay un simple laico manera de que yo pueda utilizar para explicar la incompatibilidad entre la mecánica cuántica y (general) de la relatividad para los estudiantes de escuela secundaria (quienes no tienen mucho conocimiento de la intrincada de matemáticas de la mecánica cuántica y (general) de la relatividad de einstein)?
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JordanBelf
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Para lo que vale, no es un simple argumento que explica la necesidad de la gravedad cuántica, utilizando sólo el análisis dimensional:
La mecánica cuántica se adjunta una escala de longitud $l$ a cada masa de $m$, llama la longitud de onda Compton $l \sim \frac{h}{m c}$. Si usted se considera un objeto masivo (partículas), a distancias comparables a todo esto (y más pequeño), los efectos cuánticos se hacen fuertes.
La relatividad General adjunta una escala de longitud $l$ a cada masa de $m$, llama la Schwarschild radio de $l \sim \frac{G M}{c^2}$. Si usted se considera un objeto masivo, a distancias comparables a todo esto (y más pequeño), el general efectos relativistas ser fuerte.
La equiparación de los dos, podemos derivar una escala especial llamada la escala de Planck. Un imaginario de la partícula con masa de Planck tiene una longitud de onda de Compton y Schwarschild radio de aproximadamente el mismo tamaño, así que para tales partículas (es decir, cuando tratamos de energía tales escalas) tanto en general efectos relativistas y cuánticos efectos son más fuertes , es por eso que nosotros realmente necesitamos una teoría que incorpora tanto.
En cuanto a por qué la combinación de los dos es duro:
GR intenta usar la física para describir la geometría del espacio-tiempo. Debido a los efectos cuánticos, habrá (grave) "fluctuaciones cuánticas" en la geometría del espacio-tiempo! Así, en un sentido, el problema es que no tenemos solución simple que podemos utilizar como una muleta. En la física, casi siempre de resolver un caso simple y perturban en torno a que la solución para empujar la medida de lo posible. Si la teoría de la perturbación produce un error (como lo hace para GR+QM) estamos en una pérdida para saber qué hacer.
Desde la perspectiva de la física de partículas, si se quiere "acercar" y la sonda de lo que sucede en las distancias cortas, a continuación, utilizar partículas muy energéticas cuya longitud de onda Compton es comparable a la longitud de su escala. Sin embargo, como mantener el aumento de la energía de sus partículas, en la masa de Planck, su Schwarschild radio sobrepasa a la longitud de onda de Compton. Así que aunque sus partículas son muy energéticos, se forman agujeros negros y pare usted de sondeo pequeñas distancias!
mpv
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Probablemente no hay una explicación sencilla. Sin embargo, es importante destacar que la incompatibilidad se aplica sólo a la relatividad general. La teoría especial de la relatividad y la mecánica cuántica son muy compatibles y fueron por suerte se casó hace muchas décadas, dando nacimiento a la teoría cuántica de campos que es una muy exitosa, marco en el que los físicos construido el cuántica electrodinámica cuántica flavordynamics, cromodinámica cuántica y todo el modelo estándar. Toda la moderna física cuántica no sería pensable sin la combinación de la mecánica cuántica con la relatividad especial.
La relatividad General es un caso diferente sin embargo. La causa raíz del problema es más bien técnico, por lo que términos de los laicos no razonablemente trabajo aquí. Básicamente, cuando se trate de cuantizar la gravedad, se obtiene sin sentido (infinito) los resultados que no se pueden remediar. Una solución a este problema no es aún conocida.
