نیروهای چهارگانه حاکم بر کیهان و قوانین آنها :

نیروی هسته ای قوی

نیرویی که باعث پایداری هسته اتم می شود نیروی هسته ای قوی نام دارد. پسوند قوی، از شدت این نیرو نسبت به نیروی الکترومغناطیسی حکایت دارد. نیروی هسته ای قوی به قدری کوتاه برد است که حوزه تاثیر آن به درون هسته اتم محدود است و ما هیچ گاه نمی توانیم احساس مستقیم و درک ملموسی مانند آنچه از گرانش و الکترومغناطیس داریم از آن داشته باشیم.

اگر یک متر را به ده میلیارد قسمت مساوی تقسیم کنیم، به فاصله ای می رسیم که می توانیم نیروی الکترومغناطیسی بین دو ذره باردار را احساس کنیم ولی برای احساس نیروی هسته ای قوی باید یک متر را ابتدا به یک میلیارد قسمت و سپس هر قسمت را به یک میلیون قسمت دیگر تقسیم کنیم.

پروتون و نوترون که خود از ذراتی کوچک تر به نام کوارک ساخته شده، تحت نفوذ این نیروی قوی قرار دارد. البته اگر یک نوترون پر انرژی وارد یک هسته سنگین مانند اورانیوم ۲۳۵ شود نیروی الکترومغناطیسی بر نیروی هسته ای قوی چیره خواهد شد و با متلاشی شدن هسته، انرژی فراوانی آزاد می شود. این پدیده شکافت هسته ای نام دارد و در ساخت بمب اتم از همین قاعده ساده استفاده می شود.

ولی نیروها لزوما دو ذره را به سمت یکدیگر نمی کشند. نیروی چهارم نیرویی است که نقش اصلی آن کمک به واپاشی عناصر، تبدیل آنها به عناصر دیگر و ایجاد اثر رادیواکتیویته است.

نیروی هسته ای ضعیف

این نیرو باعش واپاشی نوترون و پروتون و تبدیل آنها به یکدیگر است که در نتیجه به هسته یک عنصر به عنصر دیگر تبدیل می شود. این تبدیل عناصر، عامل اصلی پرتوزایی و تولید انرژی هسته ای است.

نقش این نیرو در واکنش های هسته ای خورشید و تبدیل هیدروژن به هلیم بسیار حیاتی است. این نیرو ۱۰۱۱ مرتبه از نیروی الکترومغناطیسی ضعیف تر است و برد آن خیلی کوتاه تر از نیروی الکترومغناطیسی و با برد نیروی هسته ای قوی قابل مقایسه است.

نیروی الکترومغناطیسی

این نیرو، اجزای ماده را کنار هم می نشاند. الکترون را در اتم مقید و با پیوند اتم ها به یکدیگر مولکول ها و ساختارهای بزرگ تر را تولید می کند. این نیرو مسئول همه تغییرات شیمیایی است و اساس کار آن یک جمله معروف است: «بارهای همنام یکدیگر را دفع و بارهای غیرهمنام همدیگر را جذب می کنند.»

چرخش الکترون به دور پروتون برخلاف چرخش زمین به دور خورشید نمی تواند ناشی از نیروی جاذبه باشد، چراکه با جرم ناچیز الکترون و پروتون نیروی گرانش حاصل بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است.

بنابراین به نیرویی با سازوکاری متفاوت نیاز داریم. نیروی الکترومغناطیسی باعث می شود الکترون با بار منفی جذب بار مثبت هسته اتم شود و با چرخش به دور هسته، اتم های پایدار به وجود بیاورد.

نیروی الکترومغناطیسی ۱۰۳۶ بار قوی تر از گرانش است؛ یعنی اگر بزرگی گرانش را به اندازه یک نخود تشبیه کنیم، بزرگی نیروی الکترومغناطیسی از کل عالم هستی بزرگ تر است.

زمانی که براده آهنی جذب آهن ربا میشود،،، مجموعه کوچکی الکترون و پروتون، بر کل نیروی گرانش سیاره زمین فائق میاید یا غلبه میکند. نیروی الکترومغناطیسی با ایجاد پیوند میان اتم ها و مولکولها، ماده را می سازد و بدان انسجام می بخشد،،، اما باعث میشود سیب ، هنگام افتادن از درخت به درون زمین فرو نرود،،، چرا؟
این عدم نفوذ در تارپود دو جسم درهمدیگر، بخاطر داشتن تقابل دو سپر دفاعی یا دو زره محافظ، از ذرات بهم پیوسته میباشند،،، درین مورد بتفصیل، در بخش فضای خالی درون بدن انسان، شرح داده شده.

گرانش

گرانش، نیروی جاذبه ای است که بین همه اجرام ریز و درشت عملکرد دارد. افتادن اجسام بر اثر نیروی گرانش میان تک تک ذرات کره زمین و همه ذرات جسم مورد نظر روی می دهد. متراکم شدن مواد پس از انفجار بزرگ و تشکیل کهکشان ها، همچنین تجمع گازها درون کهکشان ها، در جهت تشکیل ستارگان، حاصل نیروی گرانش است.
چرخش ماه به دور زمین و زمین به دور خورشید و خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری هم بدون وجود گرانش ممکن نیست. گرانش به حرکت اجرام آسمانی نظم و آهنگ می بخشد.
گرانش دو ویژگی منحصربه فرد دارد. نخست این که این نیرو همیشه جاذبه است. حتی دو ذره با بار الکتریکی یکسان هم یکدیگر را بر اثر گرانش جذب می کنند، ولی این نیرو به قدری ضعیف است که تاب مقاومت در برابر نیروی دافعه الکتریکی آن دو را ندارد. ویژگی دیگر گرانش دوربرد بودن آن است.
در فواصل کیهانی که جرم ساختارها چشمگیر است، نیروی گرانش بخوبی اثر خود را آشکار می کند. فاصله میان کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا حدود ۲.۵ میلیون سال نوری است؛ ولی نیروی گرانش میان آنها، از این فاصله هم موثر است و این دو کهکشان با سرعت ۳۰۰کیلومتر بر ثانیه در حال نزدیک شدن به یکدیگر هستند و حدود ۴.۵ میلیارد سال دیگر به هم برخورد خواهند کرد.
اگرچه داستان کشف جاذبه فقط با افتادن یک سیب از درخت، جلوه ای افسانه وار پیدا کرد،،، ولی اگر در این نمای افسانه گون، اگر نیوتن اندکی باهوش تر برخورد میکرد، و طی کشف جاذبه ، این را هم از خود می پرسید که چرا سیب به درون زمین فرو نرفت؟ احتمالا امروز او را کاشف نیروی الکترومغناطیسی هم می دانستیم.