Iš keturių natūralių jėgų, žinomų kaip stiprios, silpnos, gravitacijos ir elektromagnetinės jėgos, taikliai įvardijama stipri jėga dominuoja prieš kitus tris ir turi atomo branduolio sulaikymo darbą kartu. Tačiau jo diapazonas yra labai mažas - maždaug vidutinio dydžio branduolio skersmuo. Nuostabu, jei stipri jėga veiktų dideliais atstumais, viskas pažįstamame pasaulyje - ežerai, kalnai ir gyvi daiktai - būtų sutraiškyti į vieno didelio pastato dydžio gumulą.
Atominis branduolys ir stiprios jėgos
Kiekvienas visatos atomas susideda iš branduolio, kurį supa vieno ar daugiau elektronų debesis. Savo ruožtu branduolyje yra vienas ar keli protonai; visi atomai, išskyrus vandenilį, taip pat turi neutronus. Dėl stiprios jėgos protonai ir neutronai traukia vienas kitą, todėl jie lieka kartu branduolyje; tačiau jie netraukia kaimyninių atomų protonų ir neutronų, nes stipri jėga turi mažai įtakos už branduolio ribų.
Stiprios ir elektromagnetinės jėgos
Protonai yra dalelės, turinčios teigiamą elektrinį krūvį. Kadangi panašiai kaip krūviai atbaido, artėdami vienas prie kito, protonai patiria atstumiančią jėgą, o artėjant jėga greitai didėja. Elektromagnetinė jėga, sukelianti atstūmimą, veikia dideliais atstumais, taigi, nebent kokia nors kita jėga veikia protonus, jie neliečia vienas kito. Kita vertus, neutronai neturi jokio mokesčio; laisvi neutronai juda netrukdomai. Kai protonai ir neutronai pasiekia maždaug vieną trilijoną milimetrą, stipri jėga ima viršų ir dalelės sulimpa.
Dalelių stalo tenisas
Šiuolaikinė teorija, valdanti keturias pagrindines jėgas, siūlo, kad jos yra mažų dalelių mainų pirmyn ir atgal rezultatas, panašiai kaip žaidžiant stalo tenisą. Šiame žaidime Heisenbergo neapibrėžtumo principas nustato taisykles - sunkiosios dalelės gali judėti tarp mažų atstumų, o lengvosios - ilgus atstumus. Elektromagnetizmo atveju dalelės yra fotonai, neturintys masės; elektromagnetinė jėga tęsiasi iki begalinio atstumo. Tačiau labai sunkios dalelės, vadinamos pionais, tarpininkauja stipriai jėgai, todėl jos diapazonas yra labai trumpas.
Branduolio sintezė
Gravitacija laiko saulę ir kitas žvaigždes kartu; didžiulė vandenilio ir helio dujų masė sukelia milžinišką slėgį šerdyje, priversdama protonus ir neutronus kartu. Kai jie artėja, suveikia stipri jėga ir jie laikosi kartu, išlaisvindami energiją procese ir paversdami vandenilį heliu. Mokslininkai tai vadina sintezės reakcija, ir ji gamina 10 milijonų kartų daugiau energijos nei cheminės reakcijos, tokios kaip anglies ar benzino deginimas.
Neutroninės žvaigždės
Neutroninė žvaigždė yra sprogimo, įvykusio žvaigždės gyvenimo pabaigoje, liekana. Tai itin tankus objektas, susidedantis iš žvaigždės masės, suspaustos į Manhatano dydžio plotą. Neutronų žvaigždėje dominuoja stipri jėga, nes sprogimas privertė visus protonus ir neutronus kartu. Žvaigždė neturi atomų; tai tapo dideliu dalelių kamuoliu. Kadangi atomai dažniausiai yra tuščia erdvė, o neutroninei žvaigždei išstumta visa erdvė, jos tankis yra didžiulis. Arbatinis šaukštelis neutroninių žvaigždžių medžiagų sveria 10 milijonų tonų. Kadangi Žemė yra sudaryta iš atomų, jei stipri jėga kažkaip staiga veikė dideliais atstumais, visi protonai ir neutronai susikauptų, susidarytų sfera, kurios skersmuo būtų pora šimtų metrų ir kuri turėtų visą Žemės plotą originali masė.