素粒子とは物を細かく細かく切っていくと行き着く、物の最小単位。もうこれ以上は分解できない物質。この素粒子の研究が進めば宇宙の初期の状態を再現することもできる。

それは何故か。宇宙の始まりはビックバンと呼ばれる150億年前に起こった大爆発。超高温・超高密度の状態が大爆発を起こし、様々な素粒子が生成されたとの仮説がある。素粒子の研究が進めば、ビックバンによって生成された素粒子が一体どんな意味を持っているのかを理解することができるのだ。

この宇宙は4つの力で成り立っている

19世紀末に素粒子が発見されて以来、世界中で研究が進んでいる。研究の一つの成果に、素粒子と素粒子の間に働いている力は4つ、つまり宇宙は４つの力で成り立っている事が分かってきた。

電磁気力

四つの力の中で我々が日常生活で実感できる力は、電磁気力と重力だけである。その名の通りこの力は、電気と磁気の力。実は、身の回りで見かける力のは、殆どが電磁気力。筋肉の動き、呼吸、雷、電車などなど電子と電磁場の関係で成り立っている。

重力

空中で物を離すと物は落ちていく。この地球に引っ張られている力が重力です。地球に限らずどんな星にも重力は存在している。ただ、4つの力の中で重力だけが解明されていない力です。重力粒子があるという仮説の元に研究は進めていますが、実際にはまだ重力粒子は見つかっていません。

強い力

電磁気力の100倍以上の力を持つ事からこの名前がつけられました。この力は、水や炭素の原子の真ん中に存在する陽子を繋ぎ止める力。原子核を形作る力です。

弱い力

電磁気力に比べて弱い力。これは物質の性質を変化させる魔法の力。例えば大理石からは微量放射線が常に出ているが、これは弱い力が齎した素粒子に変化によるもの。

統一理論とはなにか

ビックバン当初は、力は4つに分かれていない1つの存在だったと考えられている。研究者はこの4つの力を1つにまとめようと努力しました。現段階では電磁気力と弱い力をまとめる理論は完成している。

詳しくは本書を読了頂きたい、素粒子に関して無知な私にとっても理解することができた。本書は、素粒子を勉強するための入門書ともいえる。

また、素粒子や統一理論と合わせて宇宙に関する知識を得たいという方には、こちらで紹介している本をお勧めします。

【ビッグクエスチョンズ 宇宙 – スチュアート・クラーク】宇宙の基礎知識を習得するには本書で決まり

宇宙に関する基礎知識を体系的に学ぶのであれば本書をお勧めする。私は最近、宇宙・生物に関する本を中心に読んでいるが、まず本書を読んで基礎知識を固めておけばよかったと後悔している。ケプラー・ニュートン・アインシュタインの宇宙学・物理学への貢献、ビッグクエスチョンに答えながら宇宙への理解を深めていける。

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