| ★ 評価は、私の独断と偏見でつけたもので、読んだ時点で「ん、これは良かった！」と思った本です。 本そのものの良し悪しとはまったく関係ありません。☆はイチ推し、◎は、おすすめの本です。 |
【最新更新日 ： 2018年04月06日 金曜日 】
| ★ 評価は、私の独断と偏見でつけたもので、読んだ時点で「ん、これは良かった！」と思った本です。 本そのものの良し悪しとはまったく関係ありません。☆はイチ推し、◎は、おすすめの本です。 |
| № | 了月 | 書 籍 名 | 著 者 | 出 版 社 | 評価 | コメント＆抜き書きへのリンク | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
29 |
18/03 |
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宇宙はこう考えられている |
青野由利 |
ちくまフリー新書 |
◎ |
第１章 ヒッグス粒子って何？ どうやって発見したの？ ★物質はクォーク２種類と電子で ・「物質をどんどん細かく分けていくと、何でできているのか」という疑問を突き詰めた結果、わかったのは、物質を構成しているのは１２種類の素粒子（物質構成粒子）ということでした。 ・原子を構成しているのは、２種類のクォークと電子です。 ・なぜなら、原子は陽子と中性子と電子でできていて、陽子と中性子はトップクォークとダウンクォークでできているからです。 ・言い換えると、身の回りにある物質は「アップクォーク、ダウンクォーク、電子」の３種類の素粒子の組み合わせでできていることになります。 ・アップとダウン以外の４種類のクォークは、宇宙線の中に存在していたり、加速器の中で作り出すことができますが、身の回りの物質の中には存在しません。 ・ミュー粒子は、原子が作っているわけではありませんが、地球に降り注ぐ宇宙線（二次宇宙線）の中にたくさん含まれています。 ・宇宙線に含まれているニュートリノは、宇宙のいたるところを飛び回っている素粒子で、こうしている間にも私たちの体を、１秒間に何十兆個ものニュートリノが通過しています。 ・この宇宙には物質が存在するだけでなく、物質同士に働く力があり、常に変化しています。 「力を伝達する素粒子」と呼ばれるものです。 ★４つの力 ・この宇宙に働いている力、自然界に働く力は全部で４つだけ、しかも、その４つの力は元をただせば１つの力だった。 ・宇宙を支配している４つの力 ◆重力 重力の特徴は、近くにあるもの同士の間だけでなく、とても遠くにあるもの同士の間にも働くことです。もうひとつの特徴は、とても弱いということです。 ◆電磁気力 静電気が起きてモノとモノがくっついたり、反発しあったりするのは、電気の力です。プラスとマイナスの電荷が引きあったり、プラスとプラス、マイナスとマイナスの電荷が反発しあうのです。 ・一方、磁石のＳ極とＮ極が引きあったり、Ｓ極とＳ極が反発しあったりするのは、磁気の力（磁力）によるものです。 ・電気力と磁力は、元をただすと同じ力です。 ・電荷を持ったものが動くと、その周りに磁気が生じます。磁気を持った磁石を動かすと、その周りに電気の流れ（電流）が生じます。 ・私たちはよく、「電波」という言い方をしますが、正確に言うと「電磁波」です。電気と磁気がお互いに作用しあって、空中を伝わっていきます。 ◆強い力 ・「強い力」は、原子核の中で陽子や中性子を結び付けている力です。 ・原子核のようなミクロの世界では、電磁気力や重力では説明のつかない力が働いていると考えられたからです。 ・プラスに帯電している原子核（プラスの電荷を持つ陽子と、電荷を持たない中性子でできています）と、そのまわりの電子を結び付けている力は電磁気力です。 ・原子同士を結び付けて分子を作っているのも電磁気力です。 ・一方、原子核の中にある陽子について考えると、なぜ、原子核の中におさまっているのか、電磁気力では説明がつきません。 ・なぜなら、水素より重い原子はみな、原子核の中に電荷がプラスの陽子を二つ以上持っているからです。 ・電磁気力しか働いていないとすると、陽子同士が反発しあって、ばらばらになってしまうはずです。 ・それなら、重力が陽子同士を結び付けているのではないかと考える人がいるかもしれません。 ・でも、重力は、電磁気力に比べると、桁違いに小さい力です。 ・陽子同志を結び付ける力が別にあるはずです。それが「強い力」だ。 ・強い力は電磁気力に比べると１００倍くらいの強さがあるので、陽子同士が電磁気力で反発しあう力をしのいで、陽子同士をくっつけておくことができます。 ◆弱い力 ・弱い力とは、放射性物質がベータ崩壊する時に働いている力。 ・ベータ崩壊というのは、中性子がニュートリノと電子を放出して陽子に変化する現象です。この時に働くのが弱い力です。 ・「強い力」に比べると、１０万分の１くらいの強さしかありません。 ・ベータ崩壊が起きる時には、弱い力は「中性子という状態を、陽子に変える力として働いている」。 ・「強い力」はクォークだけに働きますが、「弱い力」は、６種類のクォークと、６種類のレプトン（電子の仲間）のすべての素粒子に働きます。 ・「強い力」が働く範囲は、原子核の直径程度。「弱い力」が働く範囲は、さらにその１０００分の１ぐらいだそうです。 ★力を伝達する粒子 ・４つの力はどれも、 ‹力を伝達する粒子› をやり取りすることによって生じると考えられています。 ・電磁気力を伝える素粒子が何かといえば、 ‹光子› です。光子って光？ そうです。 ・光の波長という言葉があるように、光が波であることは確かです。 ・光には粒子としての性質もあります。 ・量子力学は、粒子だと思っていた電子が波の性質を持っている、ということも発見しました。 ・電磁気力が働くときには、電子同士の間で ‹光子› がやりとりされています。 ・重力が働くときは ‹重力子› がやり取りされます。 ・「強い力」は ‹グルーオン› という素粒子によって、「弱い力」は ‹ウィークボソン› と呼ばれる素粒子によってやり取りされます。 ★グルーオンは「 ・「強い力」を伝達する素粒子 ‹グルーオン› が発見された背景には、湯川秀樹さんの理論も一役かっています。陽子と中性子を結びつけている力は、粒子を交換することによって生じていると予言したのです。 ・ ‹グルーオン› がクォーク同士のあいだでやりとりされていることがわかったのは、南部陽一郎さんのおかげでもあります。 ・電磁気力を光子が伝達しているという理論の構築にも、朝永振一郎さんが重要な役割を果たしています。
★標準理論と力の統一 ・素粒子の「標準理論」というのは、物質を構成する素粒子と、素粒子同士の間に働く力、さらにその力を伝達する素粒子によって、素粒子の振る舞いや現象を説明する理論です。 ★強引なヒッグス粒子 ・ヒッグス粒子はとは、「万物に質量をあたえた素粒子」です。
・第一に、ビッグバンで始まったこの宇宙が、星や銀河やさまざまな原子や、さらに言えば私たちのような生物まで内包する、変化にとんだ宇宙になったのはなぜか、という理由付けに一役買うことができます。 ・第二に、これまでに発見された素粒子とは性質の違う素粒子が発見されたことです。 ・クォークや電子は ‹物質を形作る粒子› 、光子やグルーオンは ‹力を伝える粒子› でした。 ・ヒッグス粒子は、そのいずれでもなく、３種類目の素粒子です。「入れ物のような存在」。 ・その発見によって、「真空」の意味も変わります。真空にはヒッグス場が満ちていると考えられます。 ・第三に、まったく新しい物理学の法則につながる可能性があることです。 ・ヒッグス粒子について理解するためには、宇宙の成り立ちを知ることが欠かせない。 第２章 宇宙はどのように始まったのか ★普通の物質は宇宙の４％ ・2001年６月、NASAが「WMAP（ダブリューマップ）」という名の衛星を打ち上げました。 第４章 宇宙の運命と暗黒エネルギー ★暗黒エネルギーの割合 ・WMAP衛星の目的は、そもそも、ビッグバンの残光である宇宙背景放射の「揺らぎ ‹ムラムラ› 」を、精密に測定することでした。 ・このムラムラは、宇宙に含まれる物質の量や膨張速度とも密接に関係しあっています。 ・WMAPは観測の結果として、この宇宙が何でできているかを、精密に描き出すことにも成功した。 ・WMAPが改めて示した宇宙の組成は、「暗黒エネルギー」が宇宙の７３%、「暗黒物質」が２３％、そして、私たちが知っている普通の物質は４％程度にしかならない、というものでした。 ・どうやら、宇宙の４分の３が私たちの知らないエネルギーで満たされ、残りの４分の１が私たちの知らない素粒子で満たされていることは確かなようです。 第５章 宇宙の謎は解けるか ★超ひもと余剰次元 ・SFのような話ですが、超ひも理論によると、宇宙は１０次元まであることになっていますし、M理論では１１次元あることになっています。 ・超ひも理論によれば、５～１０次元までは畳み込まれているので、見えないのだそうです。これが「余剰次元」と呼ばれる次元です。 ―― 完 ―― |
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