Kvant gravitatsiyasi — nazariy fizika sohasidagi tadqiqot yo‘nalishi bo‘lib, uning maqsadi — kvant usulida gravitatsion o‘zaro ta’sirni tavsiflash (va muvaffaqiyatga erishilsa, gravitatsiyani qolgan uchta fundamental o‘zaro ta’sir bilan birlashtirish; ular Standart model orqali tavsiflanadi, ya’ni «hamma narsa nazariyasi»).

Faol tadqiqotlar olib borilayotganiga qaramay, kvant gravitatsiyasi nazariyasi hozircha yaratilmagan. Uni ishlab chiqishdagi asosiy qiyinchilik shundaki, bu nazariya birlashtirishga intilayotgan ikkita fizik nazariya — kvant mexanikasi va umumiy nisbiylik nazariyasi (UNN) — turli tamoyillarga asoslanadi. Masalan, kvant mexanikasi fizik tizimlarning (xususan, atomlar yoki elementar zarrachalarning) tashqi fazo-vaqt fonida vaqt bo‘yicha evolyutsiyasini tavsiflaydi. UNNda esa tashqi fazo-vaqt mavjud emas — fazo-vaqtning o‘zi unda joylashgan klassik tizimlarning xususiyatlariga bog‘liq bo‘lgan nazariyaning dinamik o‘zgaruvchisidir.

Kvant gravitatsiyasiga o‘tishda kamida tizimlarni kvant tizimlariga aylantirish (ya’ni kvantlashni amalga oshirish) kerak bo‘ladi. Bunda Eynshteyn tenglamalarining o‘ng tomonidagi moddaning energiya-impuls tenzori kvant operatoriga (elementar zarrachalar energiya-impulsining tenzor zichligiga) aylanadi. Natijada yuzaga keladigan bog‘liqlik fazo-vaqt geometriyasining o‘zini qandaydir tarzda kvantlashni talab etadi. Biroq bunday kvantlashning fizik ma’nosi mutlaqo noaniq va uni izchil hamda muvaffaqiyatli amalga oshirishga urinishlar hozircha natija bermagan. Fazo-vaqt geometriyasini kvantlash haqida yana quyidagi maqolaga qarang: Plank uzunligi.

Hatto chiziqlashtirilgan klassik gravitatsiya nazariyasini (UNNni) kvantlashga urinish ham ko‘plab texnik qiyinchiliklarga duch keladi — kvant gravitatsiyasi qayta me’yorlashtirib bo‘lmaydigan nazariya bo‘lib chiqadi, chunki gravitatsiya doimiysi o‘lchamli kattalikdir. Aniqrog‘i, ${\displaystyle \hslash =c=1}$ birliklar tizimida gravitatsiya doimiysi o‘lchami massaning kvadratiga teskari bo‘lgan o‘lchamli doimiydir. Xuddi shunday xususiyatga kuchsiz toklar o‘zaro ta’sirining Fermi doimiysi ham ega: ${\displaystyle G_F=\frac{10^{-5}}{m_p^2}}$, bu yerda ${\displaystyle m_p}$ — proton massasi.

Vaziyatni yana shu narsa murakkablashtiradiki, gravitatsion o‘zaro ta’sirning juda zaifligi sababli kvant gravitatsiyasi sohasida bevosita tajribalar o‘tkazish hozirgi texnologiyalar imkoniyatidan tashqarida. Shu sababli kvant gravitatsiyasining to‘g‘ri matematik ifodasini izlashda hozircha faqat nazariy hisob-kitoblarga tayanishga to‘g‘ri kelmoqda.

Geometrodinamik yondashuv va funksional integrallar usuli asosida gravitatsiyani kvantlashga urinishlar olib borilmoqda.

Gravitatsiyani kvantlash muammosiga boshqa yondashuvlar supergravitatsiya va diskret fazo-vaqt nazariyalarida ishlab chiqilmoqda.

Kvant gravitatsiyasini yaratishga qaratilgan ikkita asosiy yo‘nalish — torlar nazariyasi va sirtmoqli kvant gravitatsiyasi.

Birinchi yondashuvda zarrachalar va fon fazo-vaqti o‘rnini torlar hamda ularning ko‘p o‘lchamli analoglari — branalar egallaydi. Ko‘p o‘lchamli masalalarda branalar ko‘p o‘lchamli zarrachalar hisoblanadi. Biroq shu branalar ichida harakatlanadigan zarrachalar nuqtayi nazaridan ular fazo-vaqtga oid tuzilmalardir.

Ikkinchi yondashuvda fazo-vaqt foniga bog‘lanmagan kvant maydon nazariyasini shakllantirishga harakat qilinadi; bu nazariyaga ko‘ra, fazo va vaqt diskret qismlardan tashkil topgan. Fazoning ushbu kichik kvant katakchalari muayyan tarzda o‘zaro bog‘langan. Natijada vaqt va uzunlikning juda kichik miqyoslarida ular rang-barang, diskret fazoviy tuzilmani hosil qiladi, katta miqyoslarda esa uzluksiz va silliq fazo-vaqtga o‘tadi. Ko‘pgina kosmologik modellar Koinotning Plank vaqtidan keyingi, Katta portlashdan so‘nggi davrdagi rivojlanishini tasvirlay olsa, sirtmoqli kvant gravitatsiyasi portlash jarayonining o‘zini, hatto undan oldingi holatlarni ham tavsiflashi mumkin. Sirtmoqli kvant gravitatsiyasi, ehtimol, Standart modeldagi barcha zarrachalarni tavsiflay oladi.

Bu yerda asosiy muammo koordinatalarni tanlashdan iborat. Umumiy nisbiylik nazariyasini ham koordinatalarsiz shaklda (masalan, tashqi differensial shakllar yordamida) ifodalash mumkin, ammo Riman tenzorini hisoblash faqat aniq bir metrika doirasida amalga oshiriladi.

Yana bir istiqbolli nazariya — sababiy dinamik triangulyatsiya. Bu nazariyada fazo-vaqt ko‘pxilligi elementar Yevklid simplekslaridan (uchburchak, tetraedr, pentaxor) sababiyat tamoyilini hisobga olgan holda quriladi. Bunda fazo-vaqtning makroskopik miqyoslarda to‘rt o‘lchamliligi va psevdo-Yevklid xususiyati oldindan faraz qilinmaydi, balki nazariyaning natijasi sifatida kelib chiqadi.

Tajribalar o‘tkazilmoqda^[qachon?] — gravitatsiyaning kvant xususiyatlarini aniqlash bo‘yicha dastlabki izlanishlarda gravitatsion maydoni o‘rganilayotgan juda kichik massali jismlarni quyidagi holatga keltirish mumkin: kvant superpozitsiyasi.

• Gorelik G. Ye. Matvey Bronshteyn va kvant gravitatsiyasi. Yechilmagan muammoning 70 yilligiga. Arxiv nusxasi 17-iyun (2012-yil) sanasida Wayback Machine // Fizika fanlari yutuqlari, 175-jild, № 10 (2005-yil oktabr).
• Penrouz R. . Haqiqat sari yo‘l yoxud Koinotni boshqaruvchi qonunlar. To‘liq qo‘llanma = Haqiqat sari yo‘l: Koinot qonunlariga oid to‘liq qo‘llanma / Ingliz tilidan A. R. Logunov va E. M. Epshteyn tarjimasi. — M.—Ijevsk: IKI, «Muntazam va xaotik dinamika» ilmiy-tadqiqot markazi, 2007. — 912 bet. — ISBN 978-5-93972-618-4.
• Kvant gravitatsiyasiga yondashuvlar. Fazo, vaqt va materiyani yangicha tushunish sari / D. Oriti tahriri ostida. — Kembrij: Kembrij universiteti nashriyoti, 2009. — xix + 583 bet. — ISBN 978-0-521-86045-1.
• Trizna Ye. A. Elementar zarrachalar va gravitatsiya o‘rtasidagi o‘zaro ta’sir kuchini hisoblash formulasi: konferensiya ilmiy ishlar to‘plami. // Ilmiy tadqiqotlarning dolzarb yo‘nalishlari: rivojlanish istiqbollari : Butunrossiya ilmiy-amaliy konferensiyasi materiallari (Cheboksari, 14-mart 2024-yil) / tahrir hay’ati: V. I. Kojanov [va boshqalar] – Cheboksari: «Interaktiv plyus» ilmiy hamkorlik markazi, 2024. – 13-14-betlar. – ISBN 978-5-6051279-9-4.

• Kvant gravitatsiyasi Arxiv nusxasi 6-may (2013-yil) sanasida Wayback Machine // D. I. Kazakovning ma’ruzasi, PostNauka loyihasi (13.11.2012)
• Pol Shellard va boshqalar Kvant gravitatsiyasi (Kvant gravitatsiyasi Arxivga olingan: 10 fevral (2012-yil) sanasida.). // Ingliz tilidan V. G. Misovets tarjimasi. Havola soat 08:45 da, 23-noyabr 2007-yili (UTC) tekshirilgan.
• Smolin, Li. Fizikadagi muammolar: torlar nazariyasining yuksalishi, ilm-fanning tanazzuli va buning oqibatlari Arxiv nusxasi 1-fevral (2014-yil) sanasida Wayback Machine
• Merali, Ziya. Vaqt va fazoning ajralishi. Yangi kvant nazariyasi Eynshteyn fazo-vaqtini rad etadi Arxiv nusxasi 3-iyul (2011-yil) sanasida Wayback Machine // Scientific American. (2009-yil dekabr).