Существуют два способа увязать общую теорию относительности с квантовой гравитацией – с помощью гипотезы петлевой квантовой гравитации или с помощью теории струн.
Последнюю сейчас нещадно критикуют, а гипотеза петлевой квантовой гравитации предполагает, что пространство и время состоит из дискретных частей – мельчайших квантовых ячеек, которые определенным способом соединены между собой. При больших масштабах они сливаются, и нам пространство-время кажется непрерывным (подобно тому, как мы не замечаем, что яблоко состоит из отдельных атомов).
При этом гипотеза петлевой квантовой гравитации распространяет свое влияние на период предшествующий Большому взрыву и описывает некоторые процессы, происходящие до него.
Если гипотеза о петлевой квантовой гравитации верна, то длина дискретных частиц пространства равна планковской длине, что составляет менее одной триллионной от диаметра атома водорода. Однако здесь стоит непреодолимое препятствие в попытках увидеть эту величину. Ведь длина волны фотона зависит от его энергии. Чтобы размеры волны фотона были соизмеримы с планковской длиной, он должен иметь такую огромную энергию, что просто сколлапсирует в микроскопическую черную дыру. Поэтому никто даже не пытался проверить дискретность пространства-времени.
Однако физик Роберт Немирофф из американского Мичиганского технологического университета заявил, что существует способ проверить эту теорию. Для этого нужны фотоны предельно высоких энергий и расстояния в несколько миллиардов световых лет.
Космический гамма-телескоп «Ферми» в 2009 году зарегистрировал серии гамма-фотонов, энергия которых превышала 1 ГэВ. Согласно теории, при прохождении фотонов через огромнейшее количество дискретных участков пространства-времени неизбежно их рассеивание, а, следовательно, от одной вспышки фотоны должны приходить с большими промежутками. Однако, как установил Роберт Немирофф, фотоны от вспышки удаленной от нас на 7 миллиардов световых лет приходили с разрывами не более одной миллисекунды. Следовательно, рассеивания нет, а значит пространство-время не дискретно.
