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基于自然的基本定律，我們可以將一切分解為四種力，它們是宇宙萬物的核心：

• 強(qiáng)核力：負(fù)責(zé)將原子核與各個(gè)質(zhì)子和中子保持在一起的力。
• 電磁力：一種能吸引和排斥帶電粒子，將原子束縛在一起形成分子和生命，并產(chǎn)生電流的力。
• 弱核力：導(dǎo)致某些類型的放射性衰變以及將重的、不穩(wěn)定的基本粒子轉(zhuǎn)化為較輕粒子的力。
• 引力：將地球，太陽(yáng)系以及恒星和星系束縛在一起的力。

我們宇宙中的四種基本力。

取決于您如何看待它，每種力都有一定的規(guī)模和適用環(huán)境，在這種情況下，它比其他所有力都閃耀。

氦原子，原子核近似尺度。

我們從最小的尺度10 ^（-16）米，或比原子小一百萬倍，強(qiáng)核力可以克服所有其他力量。 以氦核為例：兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子以穩(wěn)定的構(gòu)型結(jié)合在一起。即使是兩個(gè)質(zhì)子之間的電磁排斥也不足以克服將原子核粘在一起的膠狀強(qiáng)力。即使您帶走一個(gè)中子，留下兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，氦的同位素也非常穩(wěn)定。最短距離處的強(qiáng)核力將始終克服所有其他力量，因此在許多情況下強(qiáng)核力可以被認(rèn)為是最強(qiáng)大的力。

銀河半人馬座A，具有由電磁加速引起的高能射流

但是試著把原子核建得太大，電磁力就占據(jù)了上風(fēng)。例如，鈾-238會(huì)經(jīng)常噴出氦核，因?yàn)楹说牟煌糠种g的排斥太大，強(qiáng)核力無法將其凝聚在一起。在更大的宇宙尺度上，它是坍塌的恒星和快速旋轉(zhuǎn)的帶電物質(zhì)產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，可以加速粒子到宇宙中最大的能量：超高能宇宙射線從天空的各個(gè)方向轟擊我們。與強(qiáng)核力不同，電磁力的范圍沒有限制；質(zhì)子的電場(chǎng)可以從宇宙的另一邊感覺到。

大尺度原子核中β衰變的示意圖

弱核力，盡管它的名字看起來跟宇宙最強(qiáng)力不搭邊，但即使是這種相對(duì)弱的力也有其閃耀的時(shí)刻。在適當(dāng)?shù)臈l件下，電磁力（用來排斥帶電的成分）和強(qiáng)核力（用來將核結(jié)合在一起）可以相互抵消，從而使非常短距離的弱核力體現(xiàn)出強(qiáng)勁的一面。如果這樣做，它將對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重大影響，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致放射性β衰變，其中中子會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子、電子和反電子中微子。自由中子，許多重元素，甚至氚，在放射性（氚）水中發(fā)現(xiàn)的不穩(wěn)定同位素，都凸顯了弱力的力量。 游離中子，許多重元素，甚至氚，在（放射性氚）水中發(fā)現(xiàn)的不穩(wěn)定同位素，都彰顯了弱核力的強(qiáng)大。

行星形成恒星系統(tǒng)的插圖

但是在宇宙大尺度上（在星系，星系團(tuán)等等），上述所有力都沒有那么重要。 即使電磁波的作用范圍可以跨越整個(gè)宇宙，也不會(huì)產(chǎn)生太大影響，因?yàn)檎姾桑ㄖ饕琴|(zhì)子）和負(fù)電荷（主要是電子）的數(shù)量似乎完全相等。 即使在觀察上，我們也可以將宇宙中的電荷差限制為小于10 的34次方分之一。宇宙告訴我們，即使電磁力可能比任意兩個(gè)粒子之間的引力強(qiáng)得多，但是如果您聚集在一起的粒子總體上是電中性的（或接近于電中性），那么引力將是唯一重要的力。核聚變和相關(guān)的輻射壓力甚至都無法將恒星撕裂，因?yàn)樗鼈兊囊ξ朔讼蛲獾拇罅ν苿?dòng)。

IC 1101星系是宇宙中最大的已知星系。

在整個(gè)宇宙中，可以發(fā)現(xiàn)星系團(tuán)和巨大的大型結(jié)構(gòu)，其大小超過十億光年。但是，如果您尋找跨度為80、10或150億光年的天體結(jié)構(gòu)，則整個(gè)宇宙中絕對(duì)為零。令人費(fèi)解的原因不是我們提到的任何力，而是完全出乎意料的現(xiàn)象：暗能量。

埃爾戈多星系團(tuán)（右下角），由暗能量相機(jī)拍攝

在最大尺度上，空間本身固有的基本的極少量能量（每立方千米空間不到一焦耳的能量）甚至足以克服宇宙中最龐大的星系和星團(tuán)之間的引力。 結(jié)果？ 隨著時(shí)間的推移，隨著距離越來越遠(yuǎn)，星系和星團(tuán)之間的距離越來越遠(yuǎn)，加速膨脹。 在最大的宇宙尺度上，即使重力也無法阻擋。

宇宙可能膨脹的模型

那誰最強(qiáng)？在最小的尺度上，為了達(dá)到最高的能量，電磁力是強(qiáng)勁的力；對(duì)于最大的約束結(jié)構(gòu)，它是引力；在所有尺度上，這是暗能量的神秘謎題。就絕對(duì)大小而言，暗能量是最薄弱的東西：宇宙花了將近一半的年齡才開始揭示其影響，直到1998年人類才發(fā)現(xiàn)它。但是宇宙是一個(gè)非常大的地方，當(dāng)您將整個(gè)空間總量加起來并展望未來時(shí)，暗能量將是唯一重要的力。