内容説明
超ひも理論から導きだされる新しい宇宙像である「膜(ブレーン)宇宙」.膜宇宙論が予言するのはなんとも不思議な世界である.私たちは「膜」に張り付いて生きている!? この宇宙のほかにも宇宙は存在する!? 私たちの世界は四次元では満足しない!? タイムマシーンだって可能になる!? 膜世界(ブレーンワールド)の大きさは0.1ミリメートル!? ブラックホールも人工的につくれる!? こんな世界を,日本人研究者の活躍もフォローしつつ概観する.ほら,あなたの目の前に膜世界が広がっているかもしれませんよ.常識を覆す宇宙論の最前線へようこそ!
目次
"第1章 宇宙はどのように誕生したか――膨張する宇宙と力の統一
1 膨張する宇宙
ハッブルの発見 一般相対性理論が記述する宇宙 宇宙の始まり 力の進化
コラム 素粒子とはなにか
2 インフレーション宇宙論
インフレーション宇宙論の誕生 宇宙の晴れ上がり 温度のムラが意味すること
3 宇宙を構成する物質
暗黒物質とダークエネルギー 物質の起源 ダークエネルギーvs. 時空の法則
4 宇宙の果てはどうなっているか
時間の果て 宇宙の形 宇宙誕生についてどこまで理解したのか? 宇宙の最後
膜宇宙論ダイジェスト
超弦理論の進展 次元はいくつ必要か 膜宇宙 湾曲する余剰次元 私もあなたもホログラフィー?
第2章 余剰次元はなぜ必要か――アインシュタインの夢から究極の理論へ
1 時空の理論 相対性理論
特殊相対性理論 一般相対性理論 アインシュタイン方程式
コラム 物理法則の美しさ
2 アインシュタイン方程式が予言したブラックホール
ブラックホールの発見 ブラックホールから抜け出せない ブラックホールはいかに形成されるか
ブラックホール研究黄金時代 数値相対論の発展 タイムマシーンは可能か?
コラム 時空の数学的表現
コラム 時空の特異点
3 余分な空間
アインシュタインの夢 なぜ余分な空間は必要か 余剰次元方向に運動する粒子
余剰次元のサイズと力の法則 万有引力の法則の検証
4 ひもから膜へ
粒子は「ひも」で記述される? 膜の登場
第3章 究極の理論が描く最新の時空像――ブレーンワールドの登場
1 エネルギー砂漠
階層性問題とエネルギー砂漠 宇宙の過去はどこまで見えるか 砂漠のない世界はあるのか
2 膜世界の登場
三人組のアイデア 物体間に働く力 軽い膜世界
3 地上でブラックホールをつくる?
ブラックホールができるためには 地上でつくるブラックホール 生成されたブラックホールの運命
高次元ブラックホール 回転ブラックホールの対称性
コラム ヒッグス粒子、超対称粒子の探索
コラム 高次元ブラックホール唯一性定理
4 湾曲する余剰次元
膜によって余剰次元は曲がる 無限に広がった余剰次元空間 砂漠のない世界再考
超弦理論版湾曲余剰次元模型 複雑な現象をいかにとらえるか
第4章 宇宙の新世界――ブレーン宇宙論へ
1 独自の発展を遂げた日本の相対論研究
コラム アインシュタイン方程式の解
2 膨張する膜宇宙
膜宇宙の膨張をどう扱うか おもちゃの模型 ケンブリッジにおける膜宇宙論 膜宇宙論の土台固め
3 膜宇宙とブラックホール
余剰次元を伝わる重力 暗黒輻射 ブラックホール論争 おもちゃのブラックホール
膜宇宙の衝突による宇宙の創成
コラム 膜上の重力方程式の導出法の概略
コラム タイムマシーン再考
4 多様な余剰次元、多様な宇宙
余剰次元はいくつ必要か 超弦理論はインフレーションを説明できるか?
コラム ダークエネルギー問題に挑む
第5章 身近な余剰次元――究極理論はすぐそこに
1 マルダセナの予想
ホログラフィー なぜホログラフィー そもそもブラックホールに端を発する?
2 マルダセナの予想の応用と一般相対性理論の役割
膜技術 一般相対性理論の普及
3 予想できない今後の展開
ダークエネルギー問題 今後の展開"
1 膨張する宇宙
ハッブルの発見 一般相対性理論が記述する宇宙 宇宙の始まり 力の進化
コラム 素粒子とはなにか
2 インフレーション宇宙論
インフレーション宇宙論の誕生 宇宙の晴れ上がり 温度のムラが意味すること
3 宇宙を構成する物質
暗黒物質とダークエネルギー 物質の起源 ダークエネルギーvs. 時空の法則
4 宇宙の果てはどうなっているか
時間の果て 宇宙の形 宇宙誕生についてどこまで理解したのか? 宇宙の最後
膜宇宙論ダイジェスト
超弦理論の進展 次元はいくつ必要か 膜宇宙 湾曲する余剰次元 私もあなたもホログラフィー?
第2章 余剰次元はなぜ必要か――アインシュタインの夢から究極の理論へ
1 時空の理論 相対性理論
特殊相対性理論 一般相対性理論 アインシュタイン方程式
コラム 物理法則の美しさ
2 アインシュタイン方程式が予言したブラックホール
ブラックホールの発見 ブラックホールから抜け出せない ブラックホールはいかに形成されるか
ブラックホール研究黄金時代 数値相対論の発展 タイムマシーンは可能か?
コラム 時空の数学的表現
コラム 時空の特異点
3 余分な空間
アインシュタインの夢 なぜ余分な空間は必要か 余剰次元方向に運動する粒子
余剰次元のサイズと力の法則 万有引力の法則の検証
4 ひもから膜へ
粒子は「ひも」で記述される? 膜の登場
第3章 究極の理論が描く最新の時空像――ブレーンワールドの登場
1 エネルギー砂漠
階層性問題とエネルギー砂漠 宇宙の過去はどこまで見えるか 砂漠のない世界はあるのか
2 膜世界の登場
三人組のアイデア 物体間に働く力 軽い膜世界
3 地上でブラックホールをつくる?
ブラックホールができるためには 地上でつくるブラックホール 生成されたブラックホールの運命
高次元ブラックホール 回転ブラックホールの対称性
コラム ヒッグス粒子、超対称粒子の探索
コラム 高次元ブラックホール唯一性定理
4 湾曲する余剰次元
膜によって余剰次元は曲がる 無限に広がった余剰次元空間 砂漠のない世界再考
超弦理論版湾曲余剰次元模型 複雑な現象をいかにとらえるか
第4章 宇宙の新世界――ブレーン宇宙論へ
1 独自の発展を遂げた日本の相対論研究
コラム アインシュタイン方程式の解
2 膨張する膜宇宙
膜宇宙の膨張をどう扱うか おもちゃの模型 ケンブリッジにおける膜宇宙論 膜宇宙論の土台固め
3 膜宇宙とブラックホール
余剰次元を伝わる重力 暗黒輻射 ブラックホール論争 おもちゃのブラックホール
膜宇宙の衝突による宇宙の創成
コラム 膜上の重力方程式の導出法の概略
コラム タイムマシーン再考
4 多様な余剰次元、多様な宇宙
余剰次元はいくつ必要か 超弦理論はインフレーションを説明できるか?
コラム ダークエネルギー問題に挑む
第5章 身近な余剰次元――究極理論はすぐそこに
1 マルダセナの予想
ホログラフィー なぜホログラフィー そもそもブラックホールに端を発する?
2 マルダセナの予想の応用と一般相対性理論の役割
膜技術 一般相対性理論の普及
3 予想できない今後の展開
ダークエネルギー問題 今後の展開"