なぜ人間は宇宙に存在するのか？

人気の素粒子物理学者が物質の起源に迫る120分の超絶講義。

宇宙はどのように誕生し、今の姿になったのか？　140億年後を生きる人類は、加速器という装置を作り出し、宇宙が生まれた瞬間ーー100兆分の1秒後にまで迫っている。なぜそんなことができるのか、人気素粒子物理学者がその仕組みをわかりやすく解説。ラーメンをフーフーする理由とは？　マカダミアナッツチョコのナッツだけを人類は食べることができない？　スキーに行った修学旅行生は夜、何をしているのか？--宇宙誕生の謎を巧みな比喩と共に描き出す。

私たちが存在するこの宇宙は，いったいどのようにはじまったのでしょうか?　

　「はるか138億年前に宇宙は誕生し，すさまじい急膨張を経験した。急膨張の終わりとともに物質のもととなる素粒子が大量に生まれ，高温・高密度のビッグバン宇宙になった。その後も膨張はつづき，現在の広大な宇宙になった」。多くの研究者は，宇宙のシナリオをこのように考えています。

　しかし，急膨張以前の極微の宇宙がどのような世界だったか，それがどのように誕生したのかは，いまも謎につつまれています。本書では，宇宙の誕生にせまる宇宙論のあゆみを追いながら，現在有力と思われるさまざまな仮説や今後の展望について紹介します。

ぜひご一読ください。

Prologue

かつての宇宙観

宇宙は膨張していた

ビッグバン宇宙

ビッグバン宇宙の裏づけ

インフレーション

プランク時代

宇宙はじまりのシナリオ

本書の見取り図

1 原始の光

夜空の背景

謎の電波 1〜2

ビッグバンの残光 1〜3

宇宙背景放射が明らかにしたもの 1〜4

Topics ダークマターの正体

2　ビッグバン宇宙

ビッグバンのはじまり

ヒッグス場の激変

粒子と反粒子の謎

原子の材料がそろった

Column 1　陽子の中は“過密な真空”!?

元素合成

Column 2　重い原子核は，どこでつくられた?

加速器でさぐる宇宙誕生

Column 3 宇宙は真空崩壊をすでに経験していた？

3　インフレーション

初期宇宙の急膨張

インフレーション宇宙論 誕生物語

ビッグバンモデルで解けない難問

インフレーション宇宙論の登場

急膨張をおこした力

急膨張からビッグバンへ

宇宙の構造をつくった急膨張

天文観測による検証

原始重力波 1〜2

原始重力波の観測 1〜3

驚異の予言 1〜2

新たな展開

Topics インフレーション宇宙論を検証

インフレーションQ&A

インフレーション理論の第一人者

アラン・グース博士

Topics 宇宙論チャレンジ

4　「無」からの宇宙誕生

一般相対論と宇宙

量子論の登場

電子の二面性

状態の共存

不確定性関係

ゼロ点振動

無のゆらぎからの誕生

特異点からはじまる宇宙

虚数時関ではじまる宇宙

虚数時間とインフレーション

多世界解釈

20世紀の宇宙論

宇宙誕生Q&A

宇宙を生み出した“無”とは？

アレキサンダー・ビレンキン博士

5　宇宙誕生の新理論

量子重力理論

力の統一

超ひも理論

空間のコンパクト化

幸運な宇宙

エキピロティック宇宙論

ループ量子重力理論の中心人物

リー・スモーリン博士

21世紀の宇宙論

「ビッグバンから最新の宇宙論まで、一気に読める！」（村山 斉 氏 東大教授 絶賛！）

「生まれて間もない宇宙に響いていた宇宙交響楽。そこに刻み込まれた宇宙の歴史と成り立ちを探る研究の第一人者による渾身の一作

ビッグバンとは何か、ビッグバンの前には何があったのか、その謎の答えは、空の全方向から降ってくる「宇宙マイクロ波背景放射」の中にある。

そこに含まれたかすかな温度のゆらぎが、人工衛星により発見・解析されたことでビッグバンに鳴り響いていた宇宙の音、すなわち『宇宙交響楽』の解明が進み、宇宙の年齢や姿、そして運命までが今、明らかになってきた。

世紀の大発見

1992年、私が東京大学理学部物理学教室で宇宙理論研究室の助手をしていたときのことになる。4月のある日、研究室のボス、佐藤勝彦教授が手にファックスの出力を持ち、興奮した面持ちで部屋に飛び込んできた。「杉山君、COBEが温度ゆらぎを発見したらしいぞ！」　ファックスは、米国での記者発表を伝える現地特派員からのものだった。まだメールが一般には普及していなかった時代のことだ。なお、COBEは宇宙背景放射探査衛星の略称である。　このときの興奮は、今でも忘れることができない。佐藤先生の手からひったくるようにしてファックスを受け取り、さっそく目を通した。それは『COBE差分マイクロ波放射計の1年目のマップに見られる構造』という少々ぶっきらぼうな題名の英文の論文だった。筆頭著者はジョージ・スムート。これこそ、私が大学院時代から、ずっと研究を続けてきた対象そのものが見つかったという報告だったのだ。　COBEの発表は、車イスの天才物理学者、スティーヴン・ホーキングが、「史上最大の発見か、少なくとも今世紀最大の発見」とコメントしたこともあり、世界を駆け巡るトップニュースとなった。　COBEとは、宇宙マイクロ波背景放射という、宇宙からやってきている電波を捉える目的で、1989年に打ち上げられたNASA（米国航空宇宙局）の人工衛星だ。宇宙マイクロ波背景放射は、宇宙がかつて熱かった時代、つまりビッグバンの時代の名残の電波である。

COBEが発見したものは、ビッグバンの時代の構造だったのだ。私自身が、大学院時代から一貫して研究してきたのは、ゆらぎの空間パターンが何を教えてくれるのかについてだった。この構造を調べれば、ビッグバンより以前、宇宙の始まりに、どのようにゆらぎが生み出されたのかについても明らかになるかもしれない。（略）。私自身、当時、世界に10名ほどしかいなかった専門家の一人として、すぐにもこの結果を、自分自身の理論計算と比較し、世界に向けて発表しなくては、と焦る気持ちを抑えきれなかった。

（まえがき）