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すごい宇宙講義

多田将著

ヒッグス粒子に続き、暗黒物質も発見間近！？
物理学の黄金時代、到来！

定価: 1,980円（本体1,800円＋税10%）

ISBN: 9784781609911

NDC分類: 440

発売日: 2013年6月27日

製本: 並

ページ数: 401ページ

カテゴリー: サイエンス

詳細Detail

内容紹介
目次

暗黒物質やヒッグス粒子など、宇宙の根源的な謎がいま明らかになりつつある。
研究の現場で何が起きているのか？

基礎となる理論から最新の実験・観測の方法まで、異端の素粒子物理学者が１００を超えるスライドと共にわかりやすく語った、３時間×４日の一般公開講座＜完全版＞。

オーディオブックも好評発売中！

通勤・通学時や仕事の合間、マイカーの中など、聴く場所を選びません。
スマホなどで気軽に楽しめます！

はじめに

第一章ブラックホール
空間と時間の混ざり合う場所
反物質とは何か?
対消滅と対生成—物質とエネルギーは姿を変え合う
反物質は医療現場で使われている
運動量保存の法則—光は真逆に飛ぶ
南極のBESS実験—宇宙から飛来する反物質を集める
地球を半径8.9 mmに圧縮したら、ブラックホールになる
アインシュタインの方程式が発散している
数学が生んだブラックホール
特異点が回転するとリングになる
重力崩壊という星の死
あらゆる物質は10万分の1サイズにできる
体重が死に様を決める
超新星爆発!
角運動量保存の法則—フィギュアスケートと中性子星
中性子がつぶれ、ブラックホールが生まれる
ブラックホールを観る方法
宇宙から届く光の波長
X線で見ると……
超兵器「どこでもドア」
ブラックホール3種
小型ブラックホールをゴミ捨て場として使う?
スティーブン・ホーキングのブラックホール蒸発理論
ハワイのブラックホール裁判
アインシュタインと英語力
相対性理論を作るときに用意した2つの柱
超光速ニュートリノの犯人はイタリア人だった?
マイケルソン・モーリーの実験
特殊相対性理論から予測されたこと① 速度が増えると質量が増える　
特殊相対性理論から予測されたこと② 速度が増えると時間が遅れる
光の速度はフィックス、ならば時間の流れをフレキシブルに
もうひとつの柱、相対性原理
一般相対性理論—重力を組み込むため「等価原理」を導入
一般相対性理論から予測されたこと① 重力によって空間が歪む
重力レンズ効果—重力が光を曲げる
一般相対性理論から予測されたこと② 重力によって時間が歪む
速さと重力の等価原理—亀の速度と竜宮城の重力
ホワイトホールとワームホール
「どこでもドア」を作れない3つの理由
　
column Ⅰ 定量的に考える—
マイクロソフト社の入社試験と、放射線と電力の問題

第二章ビッグバン
人はなぜ宇宙をイメージできないのか?
落下するリンゴと落下しない月
星はなぜ宇宙に散らばっているのか?
宇宙項?
ボールを投げてから落ちるまでの何億年という瞬間
すべての星が遠ざかっているのであれば……
かつて小さかった宇宙
宇宙の晴れ上がり
全宇宙に広がる、最も古い光
1964年に捕らえられた、全方向から届く均一な電波
1989年のCOBE
光とは何か?
光を見るための目
人間は3次元の閉じた空間を想像できない
宇宙は「有限」だが「果て」はない
光よりも速く遠ざかる星
星が動いているのではなく、空間が伸びている
全宇宙における星の分布図
2001年のWMAP—高解像度の撮影でわかった宇宙の構造
ビッグバン理論では説明できない① 地平線問題
ビッグバン理論では説明できない② 平坦性問題
ビッグバン理論では説明できない③ モノポール問題
モノポールは本当に見つかった?
ビッグバンの前に起きたインフレイション
インフレイション理論はこう説明した
宇宙の3つの未来
投げたボールが途中で加速し始めた?

column Ⅱ 星までの距離の測り方｜
その星は、地球からどれくらい遠くにあるのか?
①年周視差　0〜300光年
②HR図　〜3万光年
③セファイド型変光星　〜6000万光年
④タリー・フィッシャー法　〜3億光年
⑤Ia型超新星　〜30億光年

第三章暗黒物質
そこにいるのに捕まえられないものを、いかに捕まえるか?　
星は必ず動いている
公転速度は太陽に近いほど速い、遠いほど遅い
銀河の回転速度がおかしい……
球形の愚か者!
星にあなたの名前を付けて差し上げます
失われた質量
暗黒物質以外の解釈① プラズマ宇宙論
暗黒物質以外の解釈② ニュートン力学の修正
基本法則を疑うな、というパウリの教え
ハッブル宇宙望遠鏡で、宇宙の質量分布を観測する
暗黒物質は宇宙にどれくらいあるのか?
暗黒物質は消費税のように分布している
暗黒物質の候補① マッチョ
暗黒物質の候補② 素粒子
熱い素粒子の候補—ニュートリノ
冷たい素粒子の候補—WIMPとアクシオン
暗黒物質の探索方法
液体キセノンを使ったXMASS実験
地球は秒速200キロメーターで動いている
WIMPがキセノン原子核にぶつかると……
水が雑音をシャットアウトする
夏と冬でぶつかり方は違うはず
いろんなものを拾ってしまうアクシオンの実験
アクシオン探索実験「CARRACK」
複雑で緻密な実験装置
暗黒物質がなかったら、星は生まれなかった
今の宇宙になるように、暗黒物質の量を計算すると……
本当に暗黒の暗黒エネルギー

collum Ⅲ　素粒子物理学で考える暗黒物質の姿
これ以上砕くことができない素粒子19種
標準理論とは何か?
ボゾンとフェルミオン
スピン別にグループ分けすると……
超対称性理論
未知の素粒子ニュートラリーノとは?
弱い力ではCP対称性は破れている
強い力ではCP対称性は守られている
ペッチェイ・クイン理論のビリヤード台
最初にビリヤード台を置いたときの「揺れ」

第四章そして宇宙は創られた
想像力と技術力で辿り着いた世界
温度とは何か?
修学旅行のスキーと生徒のエネルギー
相転移—物質の相貌が変わる
温めれば過去を見ることができる
1013秒後—電子が原子核に捕まる　
100秒後から102秒後—元素合成
宇宙の元素構成比を説明したαβγ理論
100秒後—対生成が打ち切られて、光だけの宇宙に?
10億の光と、取り残された1個の物質
自然の法則は左右対称であるべきなのに……
10-8秒後から10-4秒後—クォークが固まって陽子に
10-11秒後—3回目の相転移によって「電磁力」と「弱い力」が発生
自然界の4つの力—人間は「重力」と「電磁力」しか実感できない
「電磁力」と「弱い力」はかつてひとつだった
質量とは何か?
ヒッグス粒子が格差を生み出す
LHCを使えば温められます!
使徒である確率は、シックス・ナイ
科学論文とABEさん
10-36秒後から10-11秒後—2回目の相転移とエネルギーの砂漠
インフレイションと相転移の潜熱
インフラトン?
魔法少女の「希望」が「絶望」に相転移するとき
10-44秒後—1回目の相転移によって重力が誕生する
アインシュタインが試みて失敗した、物理学の一番難しいこと
人類と科学のすごい歴史
ティコ・ブラーエはなぜ天動説を主張したのか?
実験技術が理論を変える
いつか書き換えられてもいい

あとがき