La fisica moderna riconosce quattro tipi fondamentali di interazione tra le particelle: la forza forte, la forza debole, l'elettromagnetismo e la gravità. Ogni forza agisce in modo distinto sulla distanza e tutte operano a valori energetici diversi .
La forza forte è un effetto residuo della forza del colore trasportata dalle particelle chiamate gluoni. I protoni sono fatti da particelle più piccole chiamate quark, che hanno una qualità nota come colore. I quark con colori diversi sono tenuti insieme da gluoni, con l'effetto collaterale che i protoni aderiscono tra loro nonostante le loro cariche positive reciprocamente repulsive.
La forza forte è così forte da superare la repulsione elettromagnetica su distanze equivalenti al diametro di un nucleo atomico. La forza debole è di circa 10 ^ -16 la forza della forza forte e lavora per cambiare un tipo di quark in un altro. Regola l'emissione di radiazioni da un atomo in decomposizione ed è responsabile dell'accumulo di nuclei atomici pesanti. La forza debole è trasportata da un tipo di particella chiamato bosone e lavora su intervalli di 0,1 per cento del diametro di un singolo protone.
L'elettromagnetismo è familiare alla maggior parte delle persone, se non altro perché funziona su una gamma potenzialmente infinita e viene trasportato dai fotoni. La gravità è, di gran lunga, la forza più debole, ma funziona anche su distanze infinite ed è sempre attraente, quindi i suoi effetti si combinano con la massa e la prossimità. La gravità è la principale forza che plasma sistemi di grandi dimensioni, come le galassie.
