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宇宙の始まりと運命

宇宙は何でできているのか

  素粒子物理学で解く宇宙の謎

   村山 斉  幻冬舎新書

宇宙は何でできているのか (幻冬舎新書)

宇宙は何でできているのか (幻冬舎新書)

 

 内容紹介

すべての星と原子を足しても宇宙全体の重さのほんの4%。 では残り96%は何なのか? 物質を作る最小単位の粒子である素粒子。誕生直後の宇宙は、素粒子が原子にならない状態でバラバラに飛び交う、高温高圧の火の玉だった。だから、素粒子の種類や素粒子に働く力の法則が分かれば宇宙の成り立ちが分かるし、逆に、宇宙の現象を観測することで素粒子の謎も明らかになる。本書は、素粒子物理学の基本中の基本をやさしくかみくだきながら、「宇宙はどう始まったのか」「私たちはなぜ存在するのか」「宇宙はこれからどうなるのか」という人類永遠の疑問に挑む、限りなく小さくて大きな物語

著者紹介

村山 斉(むらやま・ひとし)

1964年生まれ。86年、東京大学卒業。91年、同大学大学院博士課程修了。専門は素粒子物理学東北大学助手等を経て2000年よりカリフォルニア大学バークレイ校教授。02年、西宮湯川記念賞受賞。07年、文部科学省が世界トップレベルの研究拠点として発足させた東京大学数物連携宇宙研究機構(IPMU)の初代機構長に就任。主な研究テーマは超対称性理論、ニュートリノ、初期宇宙、加速器実験の現象論など。世界第一線級の科学者と協調して宇宙研究を進めるとともに、研究成果を社会に還元するために、市民講座や科学教室などで積極的に講演活動を行っている。

目次

序章 ものすごく小さくて大きな世界   宇宙という書物は数学の言葉で書かれている   10の27乗、10のマイナス19乗の世界   世界は「ウロボロスの蛇」 第1章 宇宙は何でできているのか  リンゴと惑星は同じ法則で動いている   リンゴの皮の部分に浮かぶ国際宇宙ステーション  「4光時」の冥王星まで20年かかったボイジャー   太陽光を分析すると太陽の組成がわかる  「発見できないが存在する」と予言されたニュートリノ   ニュートリノは毎秒何十兆個も私たちの体を通り抜ける   すべての星を集めても宇宙全体の重さの0・5%   宇宙全体の23%を占める「暗黒物質」   宇宙の大部分を占めるお化けエネルギーとは   ビッグバンの証拠になった太古の残り火   宇宙は加速しながら膨張し続けている   こんなにわからないことがあるとわかった21世紀  第2章 究極の素粒子を探せ!   皆既日食で証明されたアインシュタイン理論   なぜ見えない暗黒物質の「地図」がつくれるのか   遠くの宇宙を見るとは昔の宇宙を見ること   光も電波も届かない、宇宙誕生後38万年の厚い壁   物質の根源を調べることで宇宙の始まりに迫る   電子の波をぶつけて極小の世界を観測する   光は波なのか粒子なのか――量子力学の始まり   原子核のまわりを回る電子は波だった!   電子の波長を短くして解像度を上げる電子顕微鏡   加速器で誕生直後の宇宙の状態をつくりだす   私たちの体は超新星爆発の星くずでできている   原子が土星型であることを明らかにしたラザフォード実験   これ以上は分割できない素粒子クォーク  「標準模型」は20世紀物理学の金字塔   第一世代のクォーク、「アップ」と「ダウン」   誰も探していないのに見つかってしまった謎の素粒子   クォークには3世代以上あると予言した小林・益川理論   物質は構成せず「力」を伝達する素粒子もある  第3章「4つの力」の謎を解く――重力、電磁気力   重力、電磁気力、強い力、弱い力   力は粒子のキャッチボールで伝達されると考える   質量はエネルギーに変えられるという大発見   「質量保存の法則」の綻びにブリタニカ執筆者も興奮   性質は同じで電荷が反対の「反物質」   毎秒50億キロをエネルギーに変える太陽の核融合反応   不確定性関係――位置と速度は同時に測れない?   エレクトロニクス技術として実用化された「トンネル現象」   コペンハーゲン解釈――神はサイコロを振るらしい   同じ場所に詰め込めるボソン、詰め込めないフェルミオン   原子と原子は電磁気力でくっついている   電磁気力は粒子が光子を吸ったり吐いたりして伝わる   電磁気力の届く距離も不確定性関係で決まる   物理学史上最も精密な理論値 第4章 湯川理論から、小林・益川、南部理論へ――強い力、弱い力   未知の粒子の重さまで予言していた湯川理論   湯川粒子はアンデス山頂で見つかった   新粒子発見ラッシュで研究者たちは大混乱   「なぜか壊れない粒子」の謎をどう説明するか   陽子の寿命は宇宙の歴史よりと 他 第5章 暗黒物質、消えた反物質、暗黒エネルギーの謎 ゴールに近づいたと思ったらまた新たな謎 暗黒物質がなければ星も生命も生まれなっかた「超ひも論」は夢の「大統一理論」を実現するのか? 他

                                あとがき