跟著怪咖物理學家一起跳進黑洞！：一次搞懂當今最熱門的宇宙議題

導讀
序

第一章　黑洞　空間與時間交雜的地方
反物質是什麼？
湮滅與成對生成──物質與能量互相變換
反物質用於醫療現場
動量守恆定律──光反向飛行
南極的BESS實驗──收集從宇宙飛來的反物質
如果將地球壓縮成半徑8.9mm，就會變成黑洞
愛因斯坦的方程式在擴散
數學產生的黑洞
奇點迴轉就變成連結
星星的死亡即重力崩塌
所有物質都變成10萬分之一的大小
體重決定死狀
超新星爆炸！
角動量守恆定律──花式溜冰與中子星
觀察黑洞的方法
從宇宙傳來的光波長
用X光看的話
超兵器「任意門」
三種黑洞
小型黑洞可以當垃圾場用？
史蒂芬‧霍金的黑洞蒸發理論
夏威夷的黑洞審判
愛因斯坦與英語力
建立相對論時要準備的兩根柱子
超光速微中子的凶手是義大利人？
麥可森‧摩里的實驗
狹義相對論預測到的事 1 速度增加時質量也增加
狹義相對論預測到的事 2 速度增加時時間會變慢
光速是固定的，既然如此，就把時間流變成彈性化
另一根柱子　相對性原理
廣義相對論──為了納入引力，而引進「等效原理」
廣義相對論預測到的事 1 重力造成空間扭曲
重力鏡的效果──重力扭曲光線
廣義相對論預測到的事 2 重力造成時間扭曲
速度與重力的等效原理──龜的速度與龍宮的重力
白洞與蟲洞
「任意門」無法形成的三個理由

第二章　大霹靂──人為什麼無法想像宇宙
掉下的蘋果與不會掉下的月亮
星星為什麼散布在宇宙
宇宙定數
球丟出後到落下來之間的數億年瞬間
如果所有的星星都在遠離……
曾經迷你的宇宙
宇宙的復合
散布到全宇宙的最老的光
1964年捕獲到來自全方向的均一電波
1989年的COBE
光是什麼
為了看光的眼睛
人類無法想像3維的封閉空間
宇宙雖然有限但沒有盡頭
比光速更快遠離的星
不是星星在動，是空間在延伸
全宇宙的星星分布圖
2001年的WMAP──以高解析度攝影了解的宇宙構造
大霹靂理論無法說明 1 地平線問題
大霹靂理論無法說明 2 磁單極子問題
磁單極子真的找到了嗎？
大霹靂前發生的膨脹
膨脹理論這麼說明
宇宙的 3 個未來
投出的球中途開始加速？

第3章　暗物質──如何捕捉明明在那裡卻捕捉不到的東西
星星一定在動
公轉速度離太陽越近越快，越遠越慢
銀河的旋轉速度很奇怪
球形的笨蛋
為星星取了你的名字獻給你
失去的質量
暗物質之外的解釋 1 電漿宇宙論
暗物質以外的解釋 2 牛頓力學的修正
包立的教誨──別懷疑基本法則
用哈伯太空望遠鏡，觀測宇宙質量分布
宇宙有多少暗物質
暗物質分布如消費稅
暗物質的候選人1 Macho
暗物貿的候選人 2 基本粒子
熱基本粒子的候選者──微中子
冷基本粒子的候選者──wimp和軸子
使用液體氙的XMASS實驗
地球以秒速200公里移動著
WIMP撞擊氙原子核的話……
水遮蔽了雜音
夏和冬的撞擊方法應該不同
撿拾很多東西的氙實驗
氙的探索實驗「CARRACK」
複雜而縝密的實驗裝置
如果沒有暗物質，星星無法生存
計算演變到現今宇宙的暗物質數量時……
真正黑暗的暗能量

第四章　然後，宇宙就創造出來了──靠想像力與技術力追求到的世界
溫度是什麼
修學旅行的滑雪與學生的能量
相變──物質的面貌會改變
加熱的話就可看到過去
1013秒後──電子抓住原子核
100秒後開始到102秒後──元素合成
說明宇宙元素結構比的α β γ理論
100秒後──成對產生被打斷，形成只有光的宇宙？
10億的光與剩下來的1個物質
自然定律應該是左右對稱
10－8秒後到10－4秒後──夸克固定變成陽子
10－11秒後──第三次相變產生了「電磁力」與「弱力」
自然界的四種力量──人類只對「重力」和「電磁力」有感覺
「電磁力」與「弱力」以前是為一體
質量是什麼
希格斯粒子產生格差
使用LHC，就能加溫
使徒的準確率，六九
科學論文與ABE先生
從10－36秒後到10－11秒後──第二次相變與能量的沙漠
膨脹與相變的潛熱場？
魔法少女的「希望」相變為「絕望」時
10－44秒後，藉由第一次相變，導致重力的誕生
愛因斯坦的嘗試失敗，物理學最困難的部分
人與科學之間的偉大歷史
實驗技術改變理論
何時代換都可以

作者：多田將
1970年於日本大阪府出生。在京都大學理學研究所修完博士課程。曾任京都大學化學研究所兼任講師，目前為高能加速器研究機構暨基本粒子原子核研究所準教授。著作有《厲害的實驗：高中生也能懂的基本粒子物理學最前線》（暫譯）、《跟著怪咖物理學家一起跳進黑洞！：一次搞懂當今最熱門的宇宙議題》（聯經）、《宇宙的起源》（暫譯）。

譯者：陳嫻若
東吳日文系畢業，曾為出版社日文編輯，目前專職日文翻譯。喜歡閱讀文學，也樂於探究各領域的知識，永遠在翻譯中學習。譯作有《怒》、《不自由的心》、《走一號線北上》、《地球全史》等。

審訂者：徐毅宏
前台北市立天文科學教育館研究組長。國立中央大學天文所畢業。