基本相互作用
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。
F(R)引力
formula_1引力理论是一种修改引力理论，它是爱因斯坦广义相对论的一种推广。 formula_1引力实际上是一系列理论，每个理论都由里奇标量 formula_3 的不同函数 formula_1 定义。最简单的情况是formula_5，这就对应广义相对论。这一引入任意函数的自由度有可能在不添加未知形式的暗能量或暗物质的情况下解释宇宙的加速膨胀和结构形成。某些函数形式可能受到量子引力理论修正的启发。 formula_1引力最早由Hans Adolph Buchdahl于1970年提出（尽管使用的是 formula_7 而非 formula_8 表示任意函数）。继Starobinsky对宇宙暴胀的研究之后，formula_1 引力成为了一个活跃的研究领域。采用不同的函数可以从这个理论中产生广泛的现象；然而，许多函数形式被观测所排除，或者在理论上是病态的。