引力相互作用

所有具有質量的物體之間的相互作用，表現為吸引力，是一種長程力，力程為無窮大。其規律是萬有引力定律，更為精確的理論是廣義相對論。在4種基本相互作用中最弱，遠小於強相互作用、電磁相互作用和弱相互作用，在微觀現象的研究中通常可不予考慮，然而在天體物理研究中起決定性作用。按照近代物理的觀點，引力作用是通過場（質點造成的時空彎曲）或通過交換場的量子實現的，引力場的量子稱為引力子。

重力相互作用，簡稱重力或引力，是四個基本相互作用中最弱的，但是同時又是作用範圍最大的（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。不像其他的相互作用，重力可以廣泛地作用於所有的物質。由於其廣泛的作用範圍，當物質質量為極大，物質有關的屬性以及與物質的帶電量有時可以相對地忽略。

而由於其廣泛的作用範圍，引力可以解釋一些大範圍的天文現象，比如：銀河系、黑洞和宇宙膨脹；以及基本天文現象例如：行星的公轉；還有一些生活常識例如物體下落、很重的物體好像被固定在地上、人不能跳得太高等。

萬有引力是第一種被數學理論描述的相互作用。在古代，亞里士多德建立了具有不同質量的物體是以不同的速度下落的理論。到了科學革命時期，伽利略·伽利萊用試驗推翻了這個理論——如果忽略空氣阻力，那麼所有的物體都會以相同的速度落向地面。艾薩克·牛頓發現地心引力，進而引伸出萬有引力定律(1687年)，是一個用來描述通常重力行為非常好的近例。在1915年，阿爾伯特·愛因斯坦完成了廣義相對論，將重力用一種更精確的方式描述——時空幾何，並指出引力是空間與時間彎曲的一種影響。

一個活躍的領域正致力於用一個使用範圍更廣的理論來統一廣義相對論和量子力學——大統一理論。在量子力學中，一個在量子引力理論中設想的粒子——引力子被廣泛地認為是一個傳遞引力的粒子。引力子仍是假想粒子，還沒有被觀測到。

儘管廣義相對論在非量子力學限制的情況下較精確地描述了引力，但是仍有不少描述萬有引力的替代理論。這些在物理學界嚴格審視下的理論都是為了減少一些廣義相對論的侷限性，而觀測工作的焦點就是確定什麼理論修正廣義相對論的侷限性是可能的。