在20世紀(jì)上半葉，一種新的物理理論-量子力學(xué)-已經(jīng)發(fā)展并且現(xiàn)在已經(jīng)取代了我們所知道的經(jīng)典物理學(xué)和相對(duì)論，這兩者都是現(xiàn)代物理學(xué)的核心結(jié)構(gòu)。量子理論或量子力學(xué)現(xiàn)在被認(rèn)為是宇宙中最準(zhǔn)確和準(zhǔn)確的模型，特別是在亞原子尺度上，盡管經(jīng)典的宏觀力學(xué)和相對(duì)論物理學(xué)可以在宏觀物體中發(fā)揮作用。
量子力學(xué)認(rèn)為，宇宙中的所有物質(zhì)和能量都是量子化的，即它們由離散的，不可分割的包或量子組成。例如，圍繞原子軌道運(yùn)行的電子在特定的固定軌道中被發(fā)現(xiàn)，并且當(dāng)它們的能級(jí)改變時(shí)不會(huì)離核更近或更遠(yuǎn)，而是從一個(gè)離散的量子狀態(tài)跳到另一個(gè)。。即使是光，我們知道它是一個(gè)電磁波，它也是由光子的量子或粒子組成，因此光具有波和粒子特性，有時(shí)它表現(xiàn)得像波浪，有時(shí)它表現(xiàn)得像一個(gè)粒子（波粒子II）標(biāo)志性的）。
量子理論的主要原理之一是粒子的位置由波函數(shù)描述，波函數(shù)提供在任意數(shù)量的不同位置或疊加中找到粒子的概率。只有當(dāng)觀察到粒子并且波函數(shù)崩潰時(shí)，粒子才能最終落在特定位置或另一個(gè)位置。因此，在量子理論中，與經(jīng)典物理學(xué)不同，我們看到的和實(shí)際存在的東西之間存在差異。實(shí)際上，觀察到的行為會(huì)影響觀察到的粒子。
然而，上述哥本哈根的量子力學(xué)解釋并不是觀察它的唯一方法。由于哥本哈根解釋了明顯未能處理諸如觀察和微觀量子世界與宏觀經(jīng)典世界之間界限的挫折等問題，因此提出了其他替代觀點(diǎn)。其中一個(gè)主要選擇是平行世界的解釋，最初是在20世紀(jì)50年代后期提出的。根據(jù)平行世界，觀察前后的粒子或系統(tǒng)之間沒有差異，并且沒有單獨(dú)的演化。
量子引力或量子引力理論指的是將宇宙物理學(xué)的兩個(gè)最佳模型量子力學(xué)和廣義相對(duì)論組合成一個(gè)可行的整體的各種嘗試。它看起來(lái)根據(jù)量子力學(xué)的原理來(lái)描述引力，并代表了物理學(xué)圣杯的一個(gè)重要步驟，即所謂的「萬(wàn)物理論」。量子理論和相對(duì)論雖然在大多數(shù)方面幸福地共存，但在黑洞和大爆炸本身的不可接受的事件中似乎是根本不相容的，并且許多人相信這兩種理論的某些綜合對(duì)于獲得真正處理時(shí)間本身的基本性質(zhì)。
在尋求將量子場(chǎng)理論與統(tǒng)計(jì)力學(xué)聯(lián)系起來(lái)的同時(shí)，理論物理學(xué)家斯蒂芬霍金引入了一個(gè)他稱之為虛擬時(shí)間的概念。盡管非常難以想象，虛幻的時(shí)間在幻覺或虛構(gòu)的意義上并非虛構(gòu)。相反，它具有與正常物理時(shí)間類似的關(guān)系，正如虛擬數(shù)字表與復(fù)平面中的實(shí)數(shù)相同，并且最好被描繪為垂直于正常時(shí)間的軸。它提供了一種查看時(shí)間維度的方法，就好像它是一個(gè)空間維度一樣，因此您可以沿著它向前和向后移動(dòng)，就像一個(gè)人可以在空間中左右或上下移動(dòng)一樣。
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