Hiukkasfysiikan standardimallin mukaan maailmankaikkeus muodostuu alkeishiukkasista, joita ovat kvarkit, leptonit, vuorovaikutusten välittäjähiukkaset ja Higgsin hiukkanen.
Sekä kvarkkeja että leptoneita on kuusi kappaletta ja niillä on lisäksi antihiukkaset. Atomit koostuvat ylös- ja alas-kvarkeista sekä elektroneista (leptoni).
Standardimalliin kuuluvat sähkömagneettinen, vahva ja heikko vuorovaikutus.
Sähkömagneettinen, heikko ja vahva vuorovaikutus ilmentyvät välittäjähiukkasten kautta.
Maailmankaikkeus
Gravitaatiovuorovaikutus pitää maailmankaikkeudessa eri kokoisia rakenteita kasassa, kuten aurinkokuntia, tähtijoukkoja ja galakseja.
Kaukana toisistaan olevat galaksit loittonevat. Loittonemisnopeus on sitä suurempi, mitä kauempana galaksit ovat toisistaan.
Nykytiedon mukaan maailmankaikkeus laajenee kiihtyvästi.
Maailmankaikkeuden kehitystä hallitsee gravitaatiovuorovaikutus. Yleinen suhteellisuusteoria selittää gravitaation siten, että massa kaareuttaa aika-avaruutta. Tämän vuoksi gravitaatio muuttaa myös valon kulkusuuntaan.
Avaruudesta tehtyjen havaintojen perusteella tiedetään, että maailmankaikkeudessa on huomattava määrä pimeää ainetta ja pimeää energiaa, joiden koostumus ja syntyperä ovat tuntemattomat.
Fysiikan nykytila ja tulevaisuus
Hiukkasfysiikan standardimalli ja yleinen suhteellisuusteoria ovat fysiikan perusteoriat, jotka selittävät tarkasti neljä tunnettua perusvuorovaikutusta.
2010-luvulla on havaittu kokeellisesti Higgsin hiukkanen sekä gravitaatioaallot, mitkä ovat uusimpia todisteita standardimallin ja yleisen suhteellisuusteorian puolesta.
Edellä mainitut perusteoriat eivät kuitenkaan selitä kaikkia varhaiseen maailmankaikkeuteen sekä pimeään energiaan ja aineeseen liittyviä kysymyksiä.
Useita ehdotuksia on kehitetty laajentamaan ja yhdistämään hyväksyttyjä teorioita sekä ratkaisemaan avoimia kysymyksiä.
