将广义相对论与其他描述宇宙的理论(如量子物理学)区分开来的主要问题之一是奇点的存在。奇点是一些点，当用数学方法描述时，它们具有无限的值，并表明了物理定律将不复存在的宇宙区域——即点在宇宙的起点和黑洞的中心。

来自意大利博洛尼亚大学的物理学家团队在《Nuclear Physics B》上发表的一篇新论文表明，将经典物理学中奇点的处理扩展到量子物理学有助于解决物理学分支之间的这种差异。

该论文合作者、博洛尼亚大学研究员Roberto Casadio表示：“没有一种理论对自然的描述是完美和完整的。每一种理论都有其适用领域，如果超出了它的适用范围，它的预测就不再有意义。”作为一个例子，他引用了牛顿的理论，这些理论仍然足够强大，可以将火箭送入太空，但在描述非常小的或巨大的物体时就失败了。

Casadio说：“这是一个严重的问题，因为广义相对论非常笼统地预测了奇点的存在。这就像在太空中有一个洞，在那里什么都不能存在，但观察者和其他一切都会落入其中。”

Casadio建议，这可以想象成一张纸，上面有一个小洞。“你可以在纸上移动你的笔尖，这代表了一个粒子的运动，但如果你到达那个洞，你的笔会突然停止绘制，粒子突然消失了。这说明了奇点是阻碍我们完全理解自然的理论障碍。”

Casadio补充说，物理学在奇点不再存在这一事实导致了一些悬而未决的问题，例如：宇宙开始时到底发生了什么？一切都是从一个从未真正存在过的点诞生的吗？一个粒子落入黑洞中心会发生什么？

“这些悬而未决的问题正是我们被好奇心驱使进行这一调查的原因，”他说。“我们的方法在很大程度上依赖于量子场论(QFT)的方法，该框架结合了量子力学和狭义相对论，并产生了非常成功的粒子物理学标准模型。”

作者使用QFT工具构建了一个数学对象，该对象可以用实验可测量的数量表示奇点的存在。这个被他们命名为“功能绕组数”的物体在奇点存在时是非零的，在奇点不存在时会消失。

这种方法表明，理论上预测的某些奇点不会影响原则上可以通过实验测量的数量，因此仍然是无害的数学结构。

Casadio总结道：“如果我们的形式在科学审查中幸存下来并被证明是正确的方法，则表明存在一个非常深刻的物理原理，因此物理变量的选择并不重要。这可能对我们对物理学的理解产生重要影响，甚至超出奇点这一主题。”