自然の4つの基本的な力は何ですか？

20世紀初頭以来、物理学者は、自然界のすべての既知の現象を包含する4つの基本的な力、または相互作用を認識しています。 4つのうち3つは、1970年代初期に策定された標準モデルによって厳密かつ数学的に特徴付けられています。 4つの力は、強い核力（色の力としても知られている）、弱い核力（ベータ崩壊を仲介する）、電磁力、および重力です。

非常に高いエネルギーでは、弱い核力と電磁力が結合し（相互に作用し始めます）、さらに高い力では、強い力が電弱と結合し、最後に強い電弱力が重力と結合すると考えられています。 宇宙の形成の最も初期の段階で、4つすべてがビッグバンの直後に団結したと考えられています。

強い核力は、原子核で陽子と中性子を結び付けます。 より具体的には、陽子と中性子を構成するクォーク間のグルオンの交換によって媒介されます。 電磁力の100倍の強さです。 核が核反応で破壊されると、この力からのエネルギーが放出されます。 量子色力学と呼ばれる物理学の理論で説明されているように、原子核よりもはるかに広い距離ですべての強度を失います。

電磁力とは、人々が最も精通しているものであり、すべての化学反応と、光などの最も認識可能な物理的特性を担います。 それは、宇宙線から可視光線、超低周波の電波まで、すべての電磁放射を構成する光子によって媒介されます。 熱と光の両方が光子で構成されています。

電磁力の相互作用は電荷によって決まります。 人が椅子に座っている間に椅子から落ちない理由は、身体を構成する原子電子殻の負電荷が椅子を構成する電子殻の負電荷によって反発されるためです。 光子波は、光源の距離の2乗に応じて強度が低下します。

弱い核力は、比較的小さな範囲の基本的な相互作用の原因です。 ベータ崩壊を媒介します。これは、中性子が陽子と電子または陽電子に分解するときに発生します。 WボゾンとZボソンによって媒介され、電磁気よりも約1,000億倍弱い。 短距離でのみ動作します。

重力はすべての力の中で最も弱いものですが、質量を持つすべての物体によって生成されるため、宇宙で最も普及しています。 重力は電磁力の10 ³⁶倍弱いため、数学的に分析するのは困難です。 重力を媒介すると考えられる粒子-グラビトン-はまだ検出されていません。 重力は、厳密な数学的方法で他の力とまだ統合されていないという点で、他の力とも異なります。 物理学者たちは、重力を他の力と統一するための理論をほぼ1世紀にわたって探し続けてきましたが、これまでのところ運はありません。