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文系シリーズ

やさしくわかる! ⽂系のための東⼤の先⽣が教える 重力

はじめて学ぶ人でも、どんどん楽しく読める!

監:松尾泰

紙版

内容紹介

地球が私たちを引きつける力「重力」。とても身近な力ではありますが,いったいなぜ重力がはたらくのか,不思議に思ったことはありませんか。
ガリレオ・ガリレイやアイザック・ニュートン,そしてアルバート・アインシュタインといった偉大な科学者たちも,重力の謎に挑戦してきました。そして「万有引力の法則」や「一般相対性理論」といった重力の理論を生みだしました。しかし実は,重力の正体は現在でもよくわかっていません。重力は現代物理学の最大の謎ともいえるのです。
本書では,そんな重力の基礎から,重力の謎に挑む最先端の物理学まで,生徒と先生の対話を通してやさしく解説します。宇宙を支配する重力の奥深さが堪能できるでしょう。

目次

1時間目:ニュートンが発見した万有引力の法則
STEP1. すべての物体は引き合っている!
多くの科学者を悩ませる重力の正体
重い球と軽い球,どちらが先に落下する?
球の落下速度はどんどん大きくなる
すべての物体は「万有引力」で引き合っている
ニュートンの万有引力の法則とは?
万有引力の大きさを測ってみた
万有引力は,とても遠くまではたらく?
重力と万有引力は同じもの?
地球上の重力の大きさは場所によってちがう

STEP2. 万有引力の法則があばいた星々の世界
そもそも「力」って何?
「質量」って何?
地球上の物体は,同じ速度で落下する
月はなぜ地球に落ちてこない?
ボールを「人工衛星」にする方法
宇宙ステーションはなぜ無重力状態なのか?
万有引力の法則で惑星の運動を計算できた !
天王星には万有引力の法則が通用しない?
偉人伝① 近代科学の父,ガリレオ・ガリレイ

2時間目:重力の正体は,時空のゆがみだった
STEP1. 時間と空間の常識を覆した特殊相対性理論
万有引力の法則には,ほころびがあった
特殊相対性理論って何だろう
光速に近づくほど,時間の流れが遅くなる
高速の物体は,長さが縮む
光速に近づくと,質量がどんどん大きくなる

STEP2. 重力理論に革命をおこした一般相対性理論
一般相対性理論って何?
アインシュタインのひらめき「重力は消せる!」
空間は曲がっていた !
重力は空間のゆがみが引きおこす力
重力が強い場所ほど,時間の流れが遅い
時空の曲がりをあらわす「アインシュタイン方程式」

STEP3. 重力波とブラックホールの観測
一般相対性理論が予言した時空のさざなみ「重力波」
重力波が新たな天文学を切り開く
重力があまりにも大きな天体「ブラックホール」
ブラックホールの候補天体が見つかった
ブラックホールの撮影に成功!
偉人伝② 物理学を一変させた,アルバート・アインシュタイン

3時間目:重力は,現代物理学最大の謎
STEP1. 謎に包まれた 「ミクロな世界の重力」
相対性理論では説明できない「ミクロな世界の重力」
ミクロな世界ではすべてがあやふや
宇宙はごくごく小さな「特異点」から生まれた?
ブラックホールに落ちるとどうなる?
「特異点」の中はどうなっているのか

STEP2. 謎の重力源と謎のエネルギー
宇宙には見えない重力源がたくさんある
謎に包まれる「ダークマター」
宇宙を膨張させる正体不明のエネルギー
ダークエネルギーの存在を予言したアインシュタイン
ダークエネルギーの正体は真空のエネルギー?
ダークマター解明の道筋「すばる望遠鏡」

STEP3. 重力はなぜ弱いのか
この世界はとっても小さな素粒子でできている
自然界を支配する「四つの力」
力の正体は,素粒子のキャッチボール
四つの力の統一は物理学者の夢
重力は,なぜか桁ちがいに弱い
この世界は3次元空間ではないのかも
重力の伝わり方から,次元の数がわかる

4時間目:重力の謎にせまる超ひも理論
STEP1. 世界は「ひも」でできている
素粒子の正体は「ひも」だった!?
超ひも理論は9次元空間を予言する
重力の正体は「閉じたひも」なのかもしれない
超ひも理論の 「超」は, 「超対称性粒子」に由来
LHCなら,超対称性粒子をつくれるかも
高次元空間があれば,ミニブラックホールができるかも

ISBN:9784315528121
出版社:ニュートンプレス
判型:A5
ページ数:304ページ
定価:1500円(本体)
発行年月日:2024年05月
発売日:2024年05月10日
国際分類コード【Thema(シーマ)】 1:PDZ
国際分類コード【Thema(シーマ)】 2:PHD