Ze čtyř přírodních sil, známých jako silné, slabé, gravitační a elektromagnetické síly, výstižně pojmenovaná silná síla dominuje nad ostatními třemi a má za úkol držet atomové jádro spolu. Jeho rozsah je však velmi malý - asi o průměru středního jádra. Je překvapivé, že kdyby silná síla fungovala na velké vzdálenosti, všechno ve známém světě - jezera, hory a živé věci - by se rozdrtilo na kus velikosti jedné velké budovy.
Atomové jádro a silná síla
Každý atom ve vesmíru se skládá z jádra obklopeného oblakem jednoho nebo více elektronů. Jádro zase obsahuje jeden nebo více protonů; všechny atomy kromě vodíku mají také neutrony. Silná síla způsobí, že se protony a neutrony přitahují navzájem, takže zůstávají pohromadě v jádru; nepřitahují však protony a neutrony sousedních atomů, protože silná síla má malý účinek mimo jádro.
Silné a elektromagnetické síly
Protony jsou částice s kladným elektrickým nábojem. Protože jako odpuzující nálože, protony zažívají odporovou sílu, když se k sobě přibližují, a síla se s přiblížením rychle zvyšuje. Elektromagnetická síla, která produkuje odpor, působí na velké vzdálenosti, takže pokud na protony nepůsobí nějaká jiná síla, navzájem se nedotýkají. Na druhé straně neutrony nemají žádný náboj; volné neutrony se pohybují nerušeně. Když se protony a neutrony dostanou do vzdálenosti zhruba jedné bilionu milimetru, převezme je silná síla a částice se slepí.
Částicový Ping Pong
Moderní teorie, která řídí čtyři základní síly, navrhuje, aby byly produktem střídání drobných částic tam a zpět, podobně jako ve hře ping-pong. V této hře určuje pravidla Heisenbergova nejistota - těžké částice se mohou pohybovat mezi krátkými vzdálenostmi, zatímco lehké částice dosahují velkých vzdáleností. V případě elektromagnetismu jsou částice fotony, které nemají žádnou hmotnost; elektromagnetická síla sahá do nekonečné vzdálenosti. Velmi těžké částice zvané piony však zprostředkovávají silnou sílu, takže její dosah je extrémně krátký.
Jaderná fůze
Gravitace drží slunce a další hvězdy pohromadě; obrovská masa vodíku a plynného hélia vytváří v jádru gigantické tlaky, které nutí protony a neutrony k sobě. Když se přiblíží, vstoupí do hry silná síla, která drží pohromadě, uvolňuje energii v procesu a přeměňuje vodík na helium. Vědci tomu říkají fúzní reakce a produkuje 10 milionůkrát více energie než chemické reakce, jako je spalování uhlí nebo benzinu.
Neutronové hvězdy
Neutronová hvězda je pozůstatkem výbuchu, ke kterému dochází na konci života hvězdy. Je to ultrahustý objekt, který se skládá z hmoty hvězdy stlačené do oblasti o velikosti Manhattanu. V neutronové hvězdě dominuje silná síla, protože výbuch donutil všechny protony a neutrony k sobě. Hvězda nemá žádné atomy; stala se z ní velká koule částic. Protože atomy jsou většinou prázdný prostor a neutronová hvězda má celý prostor vytlačený, je jeho hustota obrovská. Lžička neutronové hvězdné hmoty by vážila 10 milionů tun. Protože Země je tvořena atomy, pokud silná síla nějakým způsobem náhle působila na velké vzdálenosti, všechny protony a neutrony by se shlukovaly dohromady, což by mělo za následek sféru o průměru několika stovek metrů a veškerou Zemi původní hmota.
