A természet négy alapvető erője valóban az anyag négy interakciója a világegyetemben. A négy közül a leggyengébb gravitáció jelen van az emberek mindennapjaiban, de paradox módon meglehetősen erősnek tűnik. Az elektromágneses erő működteti elektromos gépeinket, az internetet és az okostelefonokat. A másik két erő, az erős és a gyenge atomerő az atom szintjén működik, és befolyásolja az elemi részecskéket, például a protonokat és az elektronokat. Ez a négy erő az oka annak, hogy a világ ugyanúgy létezik, hogy minden erő egyedi tulajdonságokkal és jellemzőkkel rendelkezik.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A természet négy alapvető ereje, a legerősebbtől a leggyengébbig: az erős nukleáris erő, az elektromágneses erő, a gyenge atomerő és a gravitáció.
Alapvető erők alapjai
Amikor élettelen tárgyak vagy elemi részecskék lépnek kölcsönhatásba, az alapvető erők befolyásolják viselkedésüket. Például a bolygók a gravitációs erő miatt a Nap körül keringenek. Villámcsap, mert az elektromágneses erő miatt elektronok ugranak a felhők és a föld közé. Az atomok az erős nukleáris erő miatt együtt maradnak, a természetes sugárzást pedig a gyenge atomerő okozza.
Ezeknek az erőknek két közös jellemzője van. Van erejük, és egy bizonyos távolságon keresztül cselekszenek. Ezen túl mindegyik egyedi és teljesen más módon hat az anyagra.
Az erős nukleáris erő
A négy erő közül a legerősebb az erős nukleáris erő, amelynek le kell győznie a második számú erőt, az elektromágnesességet az atommagban. Az atommagok protonokból és neutronokból állnak, a protonok pozitív töltésük miatt taszítják egymást. Az erős nukleáris erő legyőzi ezt az taszítást, és szorosan összefogja a protonokat a magban.
Az alapvető erők erejének összehasonlításához a tudósok gyakran az erős nukleáris erőt használják alapul, és 1 értéket rendelnek hozzá. A többi, gyengébb erő erejét ennek az erőnek a töredékeként adják meg. Bár ez a legerősebb erő, az erős nukleáris erő nem hat távolról. Az atom magjára korlátozódik, és csak egy átlagos mag sugarú tartománya van.
Az elektromágneses erő
Az elektromágneses erő a töltött részecskékre hat, és ez a legfontosabb kölcsönhatás az elektromossággal kapcsolatos dolgokban. Mivel a legtöbb anyag egyensúlyban van a töltött részecskékkel, a nagy tárgyak általában semlegesek, és az erő nincs hatással rájuk. Amikor a tárgyak feltöltődnek, például villanymotorokban, akkumulátorokban vagy statikus elektromossággal, a töltések taszítják, és ellentétben a töltések vonzanak. Az elektronok a negatív töltésű hordozók, és vonzódnak a protonokhoz, amelyek pozitív töltéssel rendelkeznek. Amikor a töltések mozognak, mágneses mezőket hoznak létre, amelyek északi és déli pólussal rendelkeznek. Akárcsak a töltéseknél, két hasonló pólus taszít, és különböző pólusok vonzanak.
Az elektromágneses erő alig több mint egy százada az erős nukleáris erő erejének, de távolról is képes hatni. Míg gyengül, ha a töltött tárgyak egymástól távolabb vannak, a vonzás és taszítás elméletileg a végtelenségig folytatódik. Nagy távolságok esetén azonban a hatás apró és elhanyagolható lehet.
A gyenge nukleáris erő
Míg az erős nukleáris erő csak a mag részecskéire hat, a gyenge atomerő sok elemi részecskére hat, és felelős a természetes sugárzásért. Ez szabályozza az elemek természetes lebomlását az idő múlásával, és amikor az atomokat már nem tartják össze, a részecskék, például az elektronok, sugárzás formájában távoznak. Ennek eredményeként a gyenge atomerő befolyásolja a maghasadás és a magfúzió folyamatát.
A gyenge erő kevesebb mint egymilliomod része olyan erős, mint az erős nukleáris erő, és csak nagyon rövid távolságokra hat. Noha vonzza és taszíthatja a részecskéket, működési tartománya annyira korlátozott, hogy valójában nem úgy viselkedik, mint a többi erő, amely távolságot húz vagy tol. A gyenge magerő inkább ragasztóhoz vagy zsírhoz hasonlít, csak vékony rétegben aktív az elemi részecskék között.
A gravitációs erő
A gravitáció vonzó erőként hat bármely két, tömeggel rendelkező tárgy között. A gravitációs erő a tárgyak tömegétől függ. A mindennapi életben a föld és a tárgyak, például az autó közötti gravitációs erő az autó súlya. A gravitációs erő egyenesen arányos a tárgyak tömegével. Például 2 liter tej kétszer akkora, mint 1 liter.
A gravitáció a leggyengébb erő, és kevesebb mint egymilliómilliárd része az erős nukleáris erő erejének. Noha atomi szinten nagyon gyengék, a mindennapi tárgyak akkora tömegűek, hogy a gravitációs erő elég erőssé válik. Még nagyobb tömeg esetén, például a bolygókon és a csillagokban, a gravitációs erő elég erős ahhoz, hogy pályájukon tartsa őket. A gravitáció olyan, mint az elektromágneses erő, mivel távolról hat, elméletileg a végtelenségig. Ez olyan hatalmas tömegek számára válik fontossá, mint például a galaxisok, amelyek akkor is vonzanak más galaxisokat, ha nagyon távol vannak egymástól.
Egyéb erők
Könnyű elképzelni a természetben aktív egyéb erőket, mint például a szél, a robbanás vagy a sugárhajtómű ereje. Ezek mind másodlagos erők, amelyek cselekvésük során az alapvető erőkre támaszkodnak. Például a szél fúj, mert az időjárás forró levegő emelkedésével és hideg levegő esésével jár, a hideg levegő nehezebb a gravitáció miatt. A szélnek van ereje, mert a levegő molekuláit az alapvető erők összetartják, lehetővé téve számukra a lökés végrehajtását. Valójában a négy alapvető erő áll minden élőlény által tapasztalt mögött.
