物理学中一个巨大的悖论是，尽管引力是自然界中最先被物理和数学描述的力——艾萨克·牛顿在 300 多年前就制定了它的基本定律——但它可能是最后被理解的。一代又一代的物理学家都被引力的绝对奇异性所困扰：它不仅是四种自然力中最弱的一种，而且是唯一一种似乎与空间和时间性质直接相关的力。尽管如此，理论物理学家们仍然坚定地致力于解决这个问题，他们构想出额外的维度，或者像 莫德海·米尔格罗姆 的情况那样，提出牛顿经典方程的新版本。
今天关于引力的许多困惑，都归咎于那位才华横溢的捣蛋鬼阿尔伯特·爱因斯坦。在他最伟大的著作，1915 年的广义相对论中，他证明了，与其他三种力不同，引力与空间的结构密切相关。其余的力——电磁力和强弱核力——仅仅描述了物体在空间中的运动方式。引力与空间本身的性质和动力学有关，它可以响应物质的存在而弯曲、膨胀和收缩。根据爱因斯坦的说法，我们观察到的物体之间的引力实际上是三维空间潜在曲率的结果。这种曲率只有在物体质量非常大时才显现出来，因此，直到 1919 年，亚瑟·爱丁顿爵士和他的团队宣布他们已经证实了爱因斯坦关于太阳引力场会弯曲光线的预测，它没有被发现也就不足为奇了。
引力独特的几何性质使得它很难与支配亚原子现象的定律，即量子力学，纳入同一个框架。这个问题促使物理学家们考虑极端解决方案，包括我们的三维宇宙可能只是一个 庞大的宇宙冰山一角。在这种解释中，我们经历的三维只是一个可能拥有 6 到 22 个额外隐藏维度的宇宙的虚幻前沿。
早在 20 世纪 20 年代，一些物理学家就提出，如果引力与我们三维宇宙的曲率有关，那么自然界的其他力可能源于尚未看到的维度的曲率。或者，为了回应各种天体物理学的难题，包括米尔格罗姆和他的合作者雅各布·贝肯斯坦在内的其他物理学家认为，牛顿定律在描述我们太阳系中的运动时效果极佳，但在星系尺度上却失效了。
另一个让物理学家们抓狂的主要难题是，为什么引力比其他所有力都弱得多。物理学家理查德·费曼用以下描述说明了这种差异：如果一个人从高楼上跳下来，引力可能需要 200 英尺才能将他拉到地面，但电磁力会在不到一英寸的地方阻止他。他身体周围原子与混凝土之间电子的电排斥力是如此之强，以至于它在不损坏混凝土的情况下就阻止了下落的身体。
当前理论物理研究的很大一部分动力来自于渴望理解为什么引力如此微弱。然而，正是这种微弱使得 研究新的引力理论 变得如此困难。产生可探测的引力效应需要大量的物质或能量。例如，就像加速的电荷会产生电磁波（如可见光）一样，加速的质量也应该产生引力波——空间中的涟漪。研究这些波将告诉我们很多关于引力如何运作。但由于引力很弱，只有最庞大的宇宙事件才可能产生我们可以探测到的波。LIGO（激光干涉引力波天文台），是一对位于华盛顿和路易斯安那州的、长达三英里的引力波探测器，耗资 3.65 亿美元，耗时 11 年建造，但它们可能只能勉强接收到产生巨大黑洞的超紫外线碰撞的信号。
也许只有当我们研究星系或星系团中巨大的物质聚集体时，我们才能发现那些能够将我们引向爱因斯坦和牛顿之外的现象。这就是为什么当前如此多的引力研究集中在天体物理学和宇宙学领域，而这两个领域正是引力占主导地位的领域。
一如既往，大自然是神秘的。过去 30 年收集的天文证据表明，我们银河系乃至所有星系中大部分的质量，对望远镜来说是看不见的，可能由新的基本粒子构成。在过去十年里，我们学到了更令人震惊的东西：宇宙中压倒一切的引力影响并非来自物质，而是来自一种弥漫在空间空虚中的神秘能量。这种被称为 暗能量 的东西，会产生一种反引力冲动，这种冲动似乎正在导致宇宙的膨胀加速。我们不知道它为什么存在，也不知道它为什么具有这个数值。
每一次我们打开一扇通往宇宙的新窗口，我们都会发现惊喜。明年，当我们启动世界上最大、位于日内瓦附近的粒子加速器——大型强子对撞机时，我们会打开通往其他维度的大门吗？当我们更准确地测量遥远星系之间的力时，我们会发现牛顿定律的偏差，正如米尔格罗姆所建议的那样吗？我不会押注于这两种可能性中的任何一种，但有一件事很容易肯定：无论大自然为我们准备了什么惊喜，它们很可能都与引力有关。
