Hi ha a l'univers quatre forces anomenades fonamentals. La paraula fonamental aquí indica que totes quatre forces expliquen l'univers que coneixem. Si alguna d'elles fos més forta, o més fluixa, o no hi fos, o fos diferent, tot el món que coneixement simplement no hi seria. L'edifici del nostre univers se sosté sobre aquests quatre fonaments.
La més fàcil de descriure de totes quatre és la força gravitatòria. En la seva versió més simple, la clàssica, és també la força més fàcilment divulgable. Qualsevol massa atrau qualsevol altra massa: així de simple. Si hi ha massa, hi ha força d'atracció. És sempre una força que actua atraient i ho fa fins i tot a grans distàncies. No tindríem el bonic satèl·lit que tenim si no fos per aquesta força que el manté lligat al nostre planeta. I el nostre planeta no seria aquest bonic satèl·lit del Sol que sens dubte és si no fos per aquesta força. Tampoc no existiria els sistema solar, ni la nostra galàxia, ni el cúmul de galàxies al qual pertany la nostra galàxia. Efectivament: aquesta força estructura l'univers. I també ens manté lligats a la superfície del planeta. És la responsable que les pilotes de bàsquet descriguin les preuades paràboles de tres punts… i també fa que les pomes caiguin de l'arbre. Fou Isaac Newton el primer a bastir una descripció matemàtica d'aquesta força que donava sentit a moltes observacions fins aleshores sense explicació ni relació aparent. Per això en tots els museus de la ciència del món hi ha un recó dedicat a Newton.
La força elèctrica és també molt coneguda. En la seva formulació clàssica, es tracta també, com la gravitatòria, d'una força que actua a distància, encara que de vegades és d'atracció i de vegades és de repulsió. Tot depèn d'una qualitat de la matèria que hem convingut d'anomenar càrrega. De càrregues n'hi ha de dos tipus, la positiva i la negativa. Dues coses amb el mateix tipus de càrrega es repel·len, però si són de tipus diferent, aleshores s'atrauen. Els efectes de la força elèctrica es noten a molta distància i són molt forts. Per això la pinta atrau els cabells llargs: no, no és per la massa de la pinta i dels cabells, sinó per la càrrega d'ambdós. La força gravitatòria manté la Terra i la Lluna ben lligades, però entre la pinta i els cabells és absolutament negligible. L'estructura de la matèria tal com la coneixem és conseqüència de l'existència d'aquesta força, perquè és la que lliga els electrons als nuclis per formar els àtoms, uns àtoms amb altres àtoms per formar molècules i unes molècules amb altres molècules per formar els materials… i coses tant i tant sofisticades com ara una cèl·lula. Ai! Que diferent seria el món sense la força elèctrica… ! Però encara hi ha més: quan una cosa carregada elèctricament es mou genera una altra força, la magnètica, la força dels imants, que pot ser també d'atracció o de repulsió, perquè tot depèn de si allò que es mou ho fa cap a l'esquerra, o cap a la dreta, o té càrrega positiva o la té negativa. Penseu-hi bé: que quelcom es mogui cap a la dreta o cap a l'esquerra depèn del punt de vista, oi? Jo ho veig movent-se cap a la dreta i tu, que estàs al davant meu, ho veus moure's cap a l'esquerra. És per això que els imants tenen un Nord i un Sud. I és per això que la força magnètica pot ser de repulsió o d'atracció. En els imants, és el moviment dels electrons en els àtoms allò que produeix la força magnètica. Com que la força elèctrica és indestriable de la magnètica, solem parlar de força electromagnètica. En realitat, les dues primeres forces que es va poder descriure conjuntament per mitjà d'equacions (de Maxwell) comunes varen ser aquestes dues: benvingut sia l'electromagnetisme! Fou un gran èxit de la Física, ciència que aspira a poder descriure l'univers amb un parell d'equacions És per això que en tots els museus de la ciència del món hi ha un recó dedicat a Maxwell.
Ja tenim dues de les forces fonamentals descrites: la gravitatòria i l'electromagnètica. Ara ve la parrt més difícil. La força forta i la força dèbil. Els noms, ves, diuen poc, oi?
En el més profund de la marèria, els nuclis dels àtoms, hi ha protons i neutrons junts, fortament units. Ningú, ningú sabia fins a finals del segle XX per quina raó això era així. Més encara: com podia haver-hi més d'un protó en el nucli essent que tenen càrrega positiva i, per tant, sotmesos a forces elèctriques de repulsió?
En realitat, protons i neutrons estan fets de partícules més petites, els quarks. Entre els quarks existeix una força, la força forta, que és sempre d'atracció. És una força molt i molt potent. Molt més que la força de repulsió elèctrica que actua entre els protons. I de molt curt abast, de manera que més enllà del nucli, no es nota. La força forta és la que manté els nuclis dels àtoms cohesionats. Res més. És impossible notar que existeix, No forma part de la nostra experiència com sí que en formen part les forces gravitatòria i elèctrica. Ni les pomes, ni la pinta i el cabell no hi tenen res a veure; però, Ai!, sense aquesta força, ni les pomes ni les pintes no existirien. Com, si no, podríem explicar els nuclis dels àtoms que formen pomes i pintes
Finalment, la quarta és la força feble. Aquesta és prou diferent de les tres primeres. Fixeu-vos-hi bé: les forces gravitatòria, electromagnètica i nuclear forta són totes elles forces cohesionants: fan que les coses estiguin juntes, siguin galàxies, molècules o nucleons. Cadascuna d'elles actua en una escala diferent, però totes fan de cola. Tanmateix, amb això, no podem construir un univers -almenys un univers que contingui certa complexitat. Cal alguna cosa més. Cal que tinguem nuclis d'hidrogen, d'oxigen, de carboni, de nitrogen, de ferro… Cal que alguns nuclis, fortament units per la força nuclear forta (perdoneu la necessària redumdància) es trenquin per formar nous nuclis més complexos. Cal desmuntar el castell fet de peces de duplo per construir un nou castell, més complex, molt més complex. La força capaç de trencar els nuclis dels àtoms i emetre molta, moltíssima energia, com fa el Sol (segons el nostrat Martí i Pol, cada dia i per a tothoml) és justament la força feble (ja he dit que el nom no feia el frare).
I vet aquí que, a causa d'un ajustament molt fi de la intensitat de totes quatre forces, existeixen coses tan complexes com la cèl·lula, els escarabats de la fotografia o tu, amic lector, capaç de tenir voluntat i paciència per llegir-me a mi. No cal pensar en miracles ni voluntats divines: simplement hi som perquè hi podem ser i si no hi fóssim no ho podríem dir. Però un cop hi som, mòneres, protoctists, fongs, vegetals i animals responem tots a aquesta mena de cinquena força il·lustrada en la imatge: la perpetuació de la vida.
Sic transit gloria mundi -però que duri.
