主条目:万有引力

重力相互作用,簡稱重力或引力,是四个基本相互作用中最弱的,但是同时又是作用范围最大的(不會如電磁力一般相互抵銷)。但當距離增大,重力相互作用的影響力就會遞減,假設兩物件的相互距離為

r

{\displaystyle r}

,其作用力則可以

1

/

r

2

{\displaystyle 1/r^{2}}

的計算式推論出來。不像其他的相互作用,重力可以广泛地作用于所有的物质。由于其广泛的作用范围,當物质质量為極大,物质有关的属性以及與物質的帶電量有時可以相對地忽略。

而由于其广泛的作用范围,引力可以解釋一些大范围的天文现象,比如:银河系、黑洞和宇宙膨胀;以及基本天文现象例如:行星的公转;还有一些生活常识例如物体下落、很重的物体好像被固定在地上、人不能跳得太高等。

万有引力是第一种被数学理论描述的相互作用。在古代,亚里士多德建立了具有不同质量的物体是以不同的速度下落的理论。到了科学革命时期,伽利略·伽利莱用试验推翻了这个理论-如果忽略空气阻力,那么所有的物体都会以相同的速度落向地面。艾萨克·牛顿据传说看到蘋果掉落時發現地心引力,進而引伸出万有引力定律(1687年),是一个用来描述通常重力行为非常好的近似。在1915年,阿尔伯特·爱因斯坦完成了广义相对论,将重力用另一種方式描述-时空几何,並指出重力是空間與時間彎曲的一種結果。

如今,將广义相对论和量子力学綜合而成的量子引力理论,是一個相當活躍的領域。在此理論中,引力被假定為被引力子所傳遞。引力子仍是假想粒子,目前还没有被观测到。

尽管广义相对论在非量子力学限制的情况下较精确地描述了引力,且被實驗所證實,但是仍有不少描述万有引力的替代理论,其中被物理學家認真看待的,都會在某種極限下回到廣義相對論,而目前观测工作的焦点就是在哪些極限狀況下广义相对论會有偏差。

力隨著物體質量增加而增加,隨著距離增加而減少:

f

=

m

1

m

2

/

d

2

{\displaystyle f=m1*m2/d^{2}}