Neljast loodusjõust, mida nimetatakse tugevaks, nõrgaks, gravitatsiooni- ja elektromagnetiliseks jõuks, tabavalt nimetatud tugev jõud domineerib ülejäänud kolme üle ja selle ülesanne on hoida aatomituuma koos. Selle ulatus on siiski väga väike - umbes keskmise suurusega tuuma läbimõõduga. Hämmastav, kui tugev jõud töötaks pikkadel vahemaadel, purustataks kõik tuttavas maailmas - järved, mäed ja elusolendid - ühe suure hoone suuruseks tükiks.
Aatomituum ja tugev jõud
Iga universumi aatom koosneb tuumast, mida ümbritseb ühe või mitme elektroniga pilv. Tuum sisaldab omakorda ühte või mitut prootonit; kõigil vesinikku säästvatel aatomitel on ka neutronid. Tugev jõud põhjustab prootonite ja neutronite ligimeelitamist, nii et nad püsivad tuumas koos; siiski ei meelita nad naaber aatomite prootoneid ja neutroneid, kuna tugeval jõul on väljaspool tuuma vähe mõju.
Tugevad ja elektromagnetilised jõud
Prootonid on positiivse elektrilaenguga osakesed. Kuna nagu laengud tõrjuvad, kogevad prootonid üksteisele lähenedes tõrjuvat jõudu ja lähenedes suureneb jõud kiiresti. Tõrjumise tekitav elektromagnetiline jõud toimib suurel kaugusel, nii et kui prootonitele ei mõju mõni muu jõud, ei puuduta nad üksteist. Neutronitel seevastu pole laengut; vabad neutronid liiguvad takistamatult. Kui prootonid ja neutronid jõuavad umbes ühe triljondosa millimeetri piiridesse, võtab tugev jõud siiski võimust ja osakesed kleepuvad kokku.
Osakeste pingpong
Neli põhijõudu reguleeriv tänapäevane teooria pakub välja, et need on pisikeste osakeste edasi-tagasi vahetamise tulemus, täpselt nagu pingpongimängus. Selles mängus kehtestab Heisenbergi ebakindluse põhimõte reeglid - rasked osakesed võivad liikuda lühikeste vahemaade vahel, kerged osakesed aga pikkade vahemaade vahel. Elektromagnetismi korral on osakesed footonid, millel pole massi; elektromagnetiline jõud ulatub lõpmatusse kaugusesse. Väga rasked osakesed, mida nimetatakse pioonideks, vahendavad tugevat jõudu, seega on selle ulatus väga lühike.
Tuumasüntees
Gravitatsioon hoiab päikest ja teisi tähti koos; tohutu vesiniku- ja heeliumgaasi mass tekitab südamikus hiiglasliku rõhu, sundides prootoneid ja neutrone kokku. Kui nad lähedale jõuavad, tuleb mängu tugev jõud ja nad jäävad kokku, vabastades protsessis energiat ja muundades vesiniku heeliumiks. Teadlased nimetavad seda termotuumasünteesi reaktsiooniks ja see toodab 10 miljonit korda rohkem energiat kui keemilised reaktsioonid, näiteks söe või bensiini põletamine.
Neutronitähed
Neutronitäht on tähe elu lõpus aset leidnud plahvatuse jäänus. See on ülitihe objekt, mis koosneb tähe massist, mis on kokku surutud Manhattani suuruseks alaks. Neutronitähes domineerib tugev jõud, kuna plahvatus on sundinud kõik prootonid ja neutronid kokku. Tähel pole aatomeid; sellest on saanud suur osakeste pall. Kuna aatomid on enamasti tühi ruum ja neutronitähel on kogu ruum välja pigistatud, on selle tihedus tohutu. Tl neutronitähe ainet kaaluks 10 miljonit tonni. Kuna Maa koosneb aatomitest, kui tugev jõud kuidagi äkitselt pika vahemaa tagant toimis, siis kõik prootonid ja neutronid klombiksid kokku, mille tulemuseks oleks paarisaja meetri läbimõõduga kera ja kogu Maa algmass.
