La mécanique quantique, en particulier la théorie quantique des champs, et la théorie de la gravité d'Einstein peuvent être considérées comme les deux piliers de la physique du 20ème siècle, et sont très difficiles à combiner car elle dépendent de différentes hypothèses de base.

D'un côté, la théorie des champs décrit les interactions entre les particules dans l'espace et le temps, dans lesquels les particules évoluent et interagissent. D'un autre côté, le temps et l'espace deviennent des entités dynamiques dans la théorie d'Einstein, puisqu'ils sont déformés par la présence de matière.

Un exemple parlant montrera mieux les problèmes que l'on peut rencontrer en combinant mécanique quantique et relativité générale:

Selon l'un des fondements de la mécanique quantique, le principe d'incertitude, des particules virtuelles peuvent être créées de rien et disparaître aussitôt. Ceci peut arriver car selon le principe d'incertitude, une violation de la conservation de l'énergie (une particule créée de rien) peut avoir lieu, car nous n'avons pas assez de temps pour la mesurer (la particule disparaît immédiatement après avoir été créée, avant que l'on puisse la détecter).

Toutefois la relativité générale nous dit qu'une trop grande concentration d'énergie conduit obligatoirement à la création d'un trou noir. Le problème est que, quand un trou noir est créé, il ne disparaît pas comme la particule virtuelle qui l'aurait généré, ce qui impliquerait l'apparition de nombreux trous noirs créés à partir de rien.

Cette conclusion troublante (et d'autres aspect techniques) montrent qu'il y a encore bien des points d'ombre entre les deux théories et que leur unification est encore loin d'être atteinte.