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自然界的四种基本力——引力、电磁力、强核力、弱核力——应用于宇宙中的“普通”物质。不过，在暗物质中也许不存在这4种力。事实上，世界上各种分离的物质正是利用这四种基本力联系到一起的。力通过叫作场的区域来产生作用。4种力有着各自不一样的力量，应用于不一样的范围：行星围绕太阳旋转靠的是引力，但是电子围绕原子核运行却是依靠电磁力。自然界中每种力都由不一样的虚粒子所承载。在4种基本力中，其中引力和电磁力最为人们所熟悉，因为它们在我们身边最明显。而另外两种力只在原子核中起作用，因此不能被直接观察到。引力是在两个有质量的物体之间作用的有吸引力的自然力。两物体质量越大，它们相互间的引力越大；两个物体的距离越远，它们之间的引力越弱。这是因为引力遵循一种平方反比定律：若两个物体间的距离增加1倍，两者的引力就变为原来的1/4。引力是四种基本力中最弱的一种，但是它的作用距离却是无限的。引力使宇宙在最大尺度上成形，这是因为它在空间中的作用范围极大。电磁力在所有带电荷的粒例如电子、质子和离子中作用，它是所有化学反应的驱动力，这些反应依靠电子间的相互作用从而形成分子。电磁力是由两种相互关联的力——电和磁——构成。一个运动中的带电粒子创造出了磁场，而一个围绕一种导电物质的磁场也能引起电荷粒子的运动。电磁力和引力不一样，它既有吸引力，也有相互排斥力。这种特性通过标记正负号表现电荷的极性。同性相斥，异性相吸一这就是为什么带负电的电子围绕带正电的原子核旋转的原因。电磁力和引力一样，也遵循平方反比定律。虽然电磁力比引力要强得多，但是它并没有主导宇宙的结构，因为在大的范围内，所有带正负电荷的区域相互抵消。核力作用限于原子核中。强核力——最强的基本力——只在相当于一个质子或中子直径的10-15米的范围产生作用，它将质子和中子连在一起构成原子核。在核裂变“分裂”原子的过程中，就需要克服这种强核力。弱核力比强核力的作用范围更小，大约只有1(T18米，也就是电子直径的大小。在这个范围内，它比引力要强，但没有电磁力强。它控制了被称为中微子的基本粒子的产生和相互作用，它们在中子转变为质子或者质子转变为中子时产生。中微子与原子物质间的相互作用非常弱，只有当它们几乎要接触到原子核的时候弱核力才发生作用。
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