20. yüzyılın başlarından bu yana fizikçiler doğadaki bilinen tüm fenomenleri kapsayan dört temel gücü veya etkileşimi tanıdılar. Dört kişiden üçü, 1970'lerin başında formüle edilen Standart Model tarafından titizlikle ve matematiksel olarak tanımlandı. Dört kuvvet, güçlü nükleer kuvvet (renk kuvveti olarak da bilinir), zayıf nükleer kuvvet (beta bozunmasına aracılık eder), elektromanyetik kuvvet ve yer çekimidir.
Çok yüksek enerjilerde, zayıf nükleer ve elektromanyetik kuvvet bir araya gelir (birbirinin yerine geçmeye başlar), hala daha yüksek kuvvetlerde güçlü kuvvetin elektroweak ile birleştiğine ve son olarak güçlü-elektroweak kuvvetinin yerçekimi ile birleştiğine inanılır. Dört denin de, Büyük Patlama'dan hemen sonra, evrenin oluşumunun ilk aşamalarında birleştiğine inanılıyor.
Güçlü nükleer kuvvet, atom çekirdeğindeki protonları ve nötronları bir arada tutar. Daha spesifik olarak, protonları ve nötronları oluşturan kuarklar arasındaki gluon değişimine aracılık eder. Elektromanyetik kuvvetten 100 kat daha güçlüdür. Çekirdekler nükleer reaksiyonlarda parçalandığında, bu güçten enerji açığa çıkar. Kuantum kromodinamiği denilen fizik teorisi ile tanımlandığı gibi, atom çekirdeğinden çok daha geniş mesafelerde tüm gücünü kaybeder.
Elektromanyetik kuvvet, insanların en aşina olduğu ve tüm kimyasal reaksiyonlardan ve ışık gibi en tanınabilir fiziksel özelliklerinden sorumludur. Kozmik ışınlardan görünür ışığa, çok düşük frekanslı radyo dalgalarına kadar tüm elektromanyetik radyasyonu oluşturan fotonlar aracılık eder. Hem ısı hem de ışık fotonlardan oluşur.
Elektromanyetik kuvvet etkileşimleri elektrik yükü ile belirlenir. İnsanların otururken sandalyeye düşmemelerinin nedeni, vücudu oluşturan atom elektron kabukları negatif yükünün sandalyeyi oluşturan elektron kabukları negatif yükü tarafından itilmesidir. Foton dalgaları, kaynaklarının uzaklıklarının karesine göre kuvvetini azaltır.
Zayıf nükleer kuvvet, nispeten küçük bir temel etkileşimler dizisinden sorumludur. Bir nötronun bir proton ve bir elektron veya pozitron içerdiği zaman gerçekleşen beta çürümesine aracılık eder. W ve Z bozonlarının aracılık ettiği, elektromanyetikten yaklaşık yüz milyar kere daha zayıf. Sadece kısa mesafelerde çalışır.
Yerçekimi tüm güçlerin en zayıfıdır, ancak evrendeki en yaygın olandır, çünkü kütleli tüm bedenler tarafından üretilir. Yerçekimi, elektromanyetik kuvvetten 10 36 kat daha zayıftır, bu da matematiksel olarak analiz edilmesini zorlaştırır. Yerçekimine aracılık ettiği düşünülen parçacıklar - gravitonlar - henüz tespit edilmedi. Yerçekimi, diğerleriyle güçlü bir matematiksel yolla henüz diğerleriyle bütünleşmemiş olması nedeniyle farklıdır. Fizikçiler, yerçekimini diğer güçlerle neredeyse bir yüzyıl boyunca birleştirecek bir teori arayışındalar, şimdiye kadar şanssız.
