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'''量子重力理論'''（りょうしじゅうりょくりろん、{{En|quantum gravity theory}}）は、[[重力相互作用]]（[[重力]]）を[[量子化 (物理学)|量子化]]した理論である。単に'''量子重力'''（りょうしじゅうりょく：Quantum Gravity(QG), Quantum Gravitation）または'''重力の量子論'''（Quantum Theory of Gravity）などとも呼ばれる。

[[ユダヤ系ロシア人]]の[[マトベイ・ブロンスタイン]]がパイオニアとされる。[[一般相対性理論]]と[[量子力学]]の双方を統一する理論と期待されている。物理学の基礎概念である[[時間]]、[[空間]]、[[物質]]、[[力 (物理学)|力]]を統一的に理解するための鍵であり、物理学における最重要課題の一つと言われている<ref>{{cite|和書 |author=吉田伸夫 |title=明解量子重力理論入門 |edition= |publisher=講談社 |year=2011 |isbn=978-4-06-153275-5 |page=81}}</ref>。

量子重力理論は現時点ではまったく未完成の未知の理論である。量子重力を考える上で最大の問題点はその指針とすべき基本的な原理がよく分かっていないということである。そもそも重力は自然界に存在する四つの力（[[基本相互作用]]）の中で最も弱い。従って、量子化された重力が関係していると考えられる現象が現在到達できる技術レベルでは観測できないためである。

== 概要 ==
一般相対性理論による[[重力場]]に[[量子ゆらぎ]]の効果を入れるために[[摂動]]により単純に[[量子化 (物理学)|量子化]]すると、二次のレベルで[[紫外発散]]が起き[[繰り込み]]の手法が使えない。ただし一般相対性理論自体は[[ゲージ理論]]で考えることができる（[[内山龍雄]]による）。このことから重力ゲージ理論によれば[[重力子]]は[[スピン角運動量|スピン]]2の[[ボソン]]であると考えられている。

量子重力理論の主要な研究対象として[[ブラックホール]]が挙げられる。ブラックホールの内部では一般相対性理論が破綻をきたすと考えられており、そこでは[[時空]]を量子化した理論が有効である。この方向による最近の発展では[[ホログラフィック原理]]が挙げられる。これはブラックホールの内部の情報量の保存限界はその体積ではなく表面積に依存するというものである。これは[[ひも理論]]の[[M理論|メンブレーン]]に通じるものがある。また[[AdS/CFT対応]]としてある種の物理が多様体の境界に還元できるという考え方もある。

== 候補となる理論 ==
* 時空はどこまでも拡大可能だが、狭い範囲からのゆらぎの寄与が抑えられているという考え方に基づく理論。
** [[超重力理論]] - 重力子がスピン3/2の[[グラビティーノ]]（重力微子）を[[超対称性理論|超対称性パートナー]]として持つ、という理論である。しかしこの理論も高次のレベルで発散している可能性が指摘されている。
** [[超弦理論]] - 重力子が閉じたひもで記述される、という理論である。ほかにもこの理論は開いたひもとして[[光子]]・[[ウィークボソン]]・[[グルーオン]]などのゲージボソン、そして[[フェルミオン]]を含むので究極の理論と呼ばれることがある。
* 時空には最小単位が存在し、それより小さい範囲で揺らぐことができないという考え方に基づく理論。一般相対性理論のように、幾何学的実体としての時空そのもののゆらぎを定義しようとする発想をとる。
** [[ループ量子重力理論]] - その背後に[[ロジャー・ペンローズ|ペンローズ]]の[[ツイスター理論]]と[[スピンネットワーク]]を含んでいる。
** [[単体分割理論]] - 時空を[[単体 (数学)|単体]]によって分割された[[アモルファス]]状の構造であると考える理論。
** エスタクルの量子の時空間隔は、アメリカ物理学会によって導入された。<math>ds^2=g_{\mu\nu}d\langle\hat {x}\rangle^{\mu} d\langle\hat {x}\rangle^{\nu}</math> <ref>{{cite web |title=Estakhr's Quantum Spacetime, Quantum Gravity as Expected Spacetime or Expection value of Spacetime Operators |work=APS |publisher=American Physical Society |url=http://meetings.aps.org/link/BAPS.2014.TSF.D1.19 |accessdate=2014-10-18}}</ref>

== 脚注 ==
{{reflist}}

== 関連項目 ==
*[[因果力学的単体分割]]（CDT）
*[[An Exceptionally Simple Theory of Everything]]

== 解説する書籍など ==
今後リストを増やす予定。ただし量子重力理論は現状では実験や観測との比較により正しいと一般に判断され確定されたものはなく、理論が提案されている段階にあり決定版はまだ存在しないことに注意する。
* 吉田伸夫：「明解量子重力理論入門」、講談社、ISBN 978-4-06153275-5 (2011年7月26日).
* 浜田賢二：「共形場理論を基礎にもつ量子重力理論と宇宙論」、プレアデス出版、ISBN 978-4-903814-78-0 (2016年4月21日).

== 外部リンク ==
*{{Wayback|url=http://www.scholarpedia.org/article/Quantum_gravity |title=Quantum gravity |date=20080907164106}} - [[スカラーペディア]]百科事典「量子重力理論」の項目。

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[[Category:量子重力理論|*]]
[[Category:物理学の未解決問題]]