这是我们对物理世界知识的一个明显差距：我们公认的理论都没有描述引力的量子性质。然而，物理学家预计这种量子性质对于解释极端情况至关重要，例如非常早期的宇宙和黑洞的深处。理解它的需求被称为「 量子引力 」问题。
公认的经典引力概念是爱因斯坦的广义相对论。这个非常成功的理论正确地预测了从光的弯曲和水星的轨道到黑洞和引力波的现象。它告诉我们，空间和时间的几何学——时空——是由引力决定的。所以当我们谈论引力的量子行为时，我们实际上是在谈论时空的量子行为。
我们目前还没有一个既定的量子引力理论，但我们确实有一些初步的理论。其中，环量子引力（我们中的一位 Rovelli 帮助开发了）和弦理论是两个主要的竞争者。前者预测时空结构是由微小的循环网络编织而成的，而后者则假设粒子基本上是振动的弦。
测试这些理论很困难，因为我们无法在实验室中研究早期宇宙或黑洞内部。物理学家大多认为，可以直接告诉我们有关量子引力的实验需要多年后的技术。
这种情况可能正在改变。最近的发展表明，有可能进行实验室实验，以揭示引力的量子行为。这种潜力非常令人兴奋，它在理论和实验物理学家中引起了真正的热情，他们正在积极尝试开发进行研究的方法。拟议的实验可以检验量子引力理论的预测，并为它们所基于的假设提供支持。
这些实验都涉及在低能量下发生的事件，其中弦、环等的预测是一致的，所以它们不会告诉我们哪个具体的量子引力理论是正确的。尽管如此，引力实际上是量子化的实验证据将是开创性的。
我们已经有大量关于引力对物质量子行为影响的观察结果。阿尔伯特·爱因斯坦的理论在这些情况下运行良好，从恒星动力学到星系团的宇宙学形成，一直到关于地球引力对量子系统影响的实验室实验。但在所有这些情况下，引力本身的行为方式与经典物理学一致;它的量子特征无关紧要。更困难的是观察我们期望引力以量子力学方式表现的现象。
