Istilah kuantum mengacu pada teori dan fenomena pada tingkat partikel subatom, di mana sifat materi dan energi ditentukan oleh mekanika kuantum. Teori kuantum menjelaskan perilaku partikel subatom seperti foton dan elektron menggunakan konsep seperti superposisi, yang mana partikel dapat berada dalam beberapa keadaan pada waktu yang sama, dan belitan kuantum, yang mana partikel dapat terhubung satu sama lain bahkan di lokasi yang jauh.
Penting untuk dicatat bahwa teori kuantum berbeda secara mendasar dengan teori klasik, yang ditemukan pada skala yang lebih besar. Sementara mekanika kuantum telah berhasil menjelaskan banyak fenomena fisika, interpretasinya masih menjadi subjek diskusi dan penelitian yang intens.
Gravitasi kuantum belum sepenuhnya terwujud karena bertemunya dua teori fundamental fisika yang sulit disatukan: mekanika kuantum dan teori gravitasi Einstein. Beberapa alasan mengapa ini sulit diwujudkan antara lain:
1. Skala Energi yang Berbeda.Â
Teori kuantum dan teori gravitasi Einstein beroperasi pada skala energi yang sangat berbeda. Mekanika kuantum mendeskripsikan partikel subatom, sementara gravitasi mempengaruhi benda-benda besar seperti planet dan bintang. Bersatunya kedua teori ini memerlukan pemahaman yang mendalam tentang fenomena pada skala energi rendah dan tinggi.
2. Keterbatasan Konsep Matematis.Â
Matematika yang digunakan dalam teori kuantum dan teori gravitasi relatif kompleks dan berbeda. Bersatunya keduanya memerlukan pengembangan kerangka matematika baru yang dapat mengakomodasi kedua teori tersebut tanpa menghasilkan inkonsistensi atau divergensi.
3. Karakteristik Ruang dan Waktu.Â
Teori kuantum dan teori gravitasi memiliki konsep yang berbeda tentang ruang dan waktu. Mekanika kuantum menganggap ruang-waktu sebagai latar belakang yang tetap, sedangkan teori gravitasi Einstein menggambarkan ruang-waktu sebagai entitas dinamis yang dipengaruhi oleh massa dan energi.
Meskipun ada upaya besar untuk mengembangkan teori gravitasi kuantum, seperti teori string, loop quantum gravity, dan pendekatan lainnya, hingga saat ini, solusi yang sepenuhnya memuaskan belum ditemukan. Ini tetap menjadi salah satu tantangan besar dalam fisika teoretis.
