La teoria della relatività generale è sicuramente una delle tappe principali della storia della fisica, e in particolare del secolo appena trascorso. In generale, però, ogni teoria scientifica è aperta, fin dal momento stesso della sua formulazione, ad essere sostituita da una più completa. La teoria della relatività spiegava fenomeni che la vecchia teoria della gravità non era in grado di spiegare, e lo faceva con eleganza matematica ed economia di pensiero; per questo si impose.

Ma presto fu chiaro che, nonostante in accordo con i dati sperimentali, prima o poi anche la teoria della relatività sarebbe stata soppiantata. Perché? Nel Novecento ha gradualmente preso forma anche una teoria della dinamica del mondo microscopico. L'idea forte, nata dalle osservazioni sperimentali, era che, a livello fondamentale, tutte le quantità fisiche sono disponibili solo in multipli di una quantità elementare, detta quanto. Decenni di studi consentirono prima di gettare le basi di una spiegazione fisico-matematica di questo fenomeno, attraverso la cosiddetta meccanica quantistica, e poi la graduale applicazione di quest'idea al complesso mondo delle interazioni microscopiche.

Queste due teorie, la quantistica e la relativistica, nate per spiegare rispettivamente le interazioni microscopiche e la gravità (che, come l'esperienza quotidiana dice, è rilevante su scale macroscopiche), hanno conosciuto notevoli successi, e la questione di quale sia "la più grande" va affidata al gusto del singolo. Il punto, però, è che, per quanto possa essere comodo concettualmente dimenticare il piccolo quando si guarda al grande e viceversa, noi viviamo in un mondo solo. E purtroppo queste due teorie non vanno poi tanto d'accordo tra di loro: si fondano su principi molto diversi, usano teorie matematiche molto diverse, e quando si tenta di rendere l'una simile all'altra, saltano sempre fuori inconsistenze. Per questo motivo, i teorici di oggi cercano una teoria che le metta d'accordo, e che spieghi contemporaneamente i fenomeni macroscopici e quelli microscopici, i fenomeni su grande scala della gravità e quelli su piccola scala delle reazioni nucleari.

Non solo non è facile trovare proposte coerenti; è anche molto difficile escogitare esperimenti praticamente realizzabili per decidere quale sia quella corretta. La teoria delle superstringhe è una delle candidate, quella su cui attualmente lavorano più scienziati: l'idea fondamentale è che tutte le particelle, inclusi i quanti di gravità, siano descrivibili da piccolissimi oggetti a forma di corda — stringhe, appunto — che, vibrando in modo diverso, vengono viste alle scale delle nostre osservazioni come le varie particelle. Un'altra teoria è nota come gravità quantistica ad anelli ("loop quantum gravity"); nonostante la somiglianza superficiale di questi anelli con le stringhe (somiglianza che fa speculare ai più arditi relazioni tra le due teorie), i presupposti di base sono molto diversi; per esempio, viene predetta una certa discretizzazione dello spazio-tempo, ancora a scale molto piccole, ovviamente. Esistono anche varie altre idee, anche se le due teorie menzionate sono le vie finora più battute. Vale in ogni caso la pena di ricordare che, per quanto si possa dibattere su pregi e difetti di ogni proposta, la parola finale spetta agli esperimenti.

Per un approfondimento a un livello un po' più avanzato riguardo a un confronto tra queste due teorie, si veda per esempio l'intervento (in inglese) di Gary Horowitz in una recente conferenza a Roma: "Quantum Gravity at the Turn of the Millennium",disponibile al sito http://xxx.sissa.it/abs/gr-qc/0011089.
Per una storia della ricerca in gravità quantistica, Carlo Rovelli nella stessa conferenza: "Notes for a brief history of quantum gravity", http://xxx.sissa.it/abs/gr-qc/0006061.