La physique moderne reconnaît quatre types fondamentaux d'interaction entre les particules : la force forte, la force faible, l'électromagnétisme et la gravité. Chaque force agit de manière distincte sur la distance, et toutes fonctionnent à des valeurs d'énergie différentes .
La force forte est un effet résiduel de la force de couleur portée par des particules appelées gluons. Les protons sont constitués de particules plus petites appelées quarks, qui ont une qualité appelée couleur. Les quarks de différentes couleurs sont maintenus ensemble par des gluons, avec pour effet secondaire que les protons adhèrent les uns aux autres malgré leurs charges positives mutuellement répulsives.
La force forte est donc suffisamment forte pour vaincre la répulsion électromagnétique sur des distances équivalentes au diamètre d'un noyau atomique. La force faible est d'environ 10^-16 la force de la force forte et travaille à changer un type de quark en un autre. Il régit l'émission de rayonnement d'un atome en décomposition et est responsable de la formation de noyaux atomiques lourds. La force faible est portée par un type de particule appelé boson et fonctionne sur des plages de 0,1 pour cent du diamètre d'un seul proton.
L'électromagnétisme est familier à la plupart des gens, ne serait-ce que parce qu'il fonctionne sur une plage potentiellement infinie et qu'il est transporté par des photons. La gravité est, de loin, la force la plus faible, mais elle fonctionne également sur une distance infinie et est toujours attrayante, de sorte que ses effets se combinent avec la masse et la proximité. La gravité est la principale force qui façonne les grands systèmes, tels que les galaxies.
