什麼是物質的根本——基本粒子？

所有的物質
都經由碰撞形成！
或許有讀者會認為，原本翻開這本書是為了閱讀宇宙的故事，結果卻突然提到基本粒子，困難的物理讓人退避三舍！其實，宇宙和基本粒子有密不可分的關係。而且，基本粒子一點都不困難，就只有「細看物質，最後出現的最小粒子」和「有許多個種類」兩個特徵而已。
就算是不喜歡物理的人，在日常生活也有機會聽到分子或原子吧？這也只是「細看物質，途中出現的微小粒子」其中之一而已。
譬如水，不但大量存在於我們的身邊，甚至組成我們身體大部分的成分。水是由叫做水分子的粒子大量聚集而成。說到數量有多少，每cc的水由30×1000萬×1000萬×1000萬個水分子組成，數量多到數字0算起來很麻煩的程度。
而且，仔細看水分子就能知道，是由名為氧原子的1個粒子，和名為氫原子的2個粒子，總共3個粒子結合而成。這個世界是由100個以上各式各樣的原子，組合成各種形狀而形成的。
不過如果要說這個原子是「最小的粒子」，卻又不是這麼回事。細看原子就能得知，原子是由名為原子核且帶正電的粒子，以及在其周圍旋轉、名為電子且帶負電的粒子結合而成。
而原子核是由名為質子且帶有正電的粒子，以及名為中子且不帶電的粒子組成。質子、中子及周圍旋轉的電子數量會決定原子的種類。
而質子和中子，是由名為上夸克、下夸克的3個粒子組成。順道一提，質子是 2個上夸克和1個下夸克，中子則是1個上夸克和2個下夸克組成。
這些叫做上、下夸克的夸克以及電子，就是「細看物質，最後出現的最小粒子」，也就是基本粒子。

什麼是物質的根本——基本粒子？

所有的物質
都經由碰撞形成！
或許有讀者會認為，原本翻開這本書是為了閱讀宇宙的故事，結果卻突然提到基本粒子，困難的物理讓人退避三舍！其實，宇宙和基本粒子有密不可分的關係。而且，基本粒子一點都不困難，就只有「細看物質，最後出現的最小粒子」和「有許多個種類」兩個特徵而已。
就算是不喜歡物理的人，在日常生活也有機會聽到分子或原子吧？這也只是「細看物質，途中出現的微小粒子」其中之一而已。
譬如水，不但大量存在於我們的身邊，甚至組成我們身體大部分的成分。水是由叫做水分子的...

第1部　從宇宙的開始到我們的時代

什麼是物質的根本──基本粒子？
所有的物質都是經由碰撞形成！／傳遞結合基本粒子力量的基本粒子／最喜歡質量的希格斯玻色子！
宇宙的開始
時間誕生之前的故事／我們的世界是四次元？／這個世界是幾次元？
普朗克時期
無法想像剛誕生的宇宙／粒子物理學上非常重要的普朗克常數／普朗克常數很重要！
大一統時期
開始膨脹的宇宙／大一統理論及大一統時期／來統一四種力吧
暴脹時期
以驚人的氣勢膨脹的宇宙／由於暴脹，宇宙一下變冷一下又變熱／暴脹時很忙碌？
電弱時期
宇宙是炎熱的火球，大霹靂！／從炎熱的宇宙誕生出粒子／電子？正電子？
夸克時期
變得無法用光速移動的宇宙／希格斯玻色子變得愛撒嬌！／希格斯玻色子愛撒嬌？
強子時期
強力束縛了夸克！／強力、夸克和三種顏色／非常非常強的強力
輕子時期
充滿著輕子，然後消失／宇宙誕生幾秒後的微中子／為什麼只有物質留下來？
原子核的合成
質子和中子結合！／形成原子核，出現核融合反應！／我們身邊的物質如何形成
宇宙放晴
原子終於誕生了！／電子消失，宇宙放晴／宇宙下雨了嗎？
暗黑時期
放晴之後，什麼都消失了／四種力量的不同／安靜寂寥的宇宙
恆星的誕生
重力讓氣體聚集、凝結、發光／形成各種原子的機制／星體誕生了！
宇宙的再游離時期
星體破壞了原子／再游離範圍擴大的宇宙／被形成的星體破壞了？
銀河的誕生
宇宙是網狀的構造／我們一無所知的暗物質和銀河／無法看見，不可思議的暗物質
原行星盤和地球
從盤狀的氣體變成地球／宇宙和暗能量／宇宙在擴大的證據？
多重宇宙
我們的宇宙是許多泡泡的其中之一／光速牆的另一端，沒有物質存在？／許多泡泡，許多宇宙
Column暗物質和暗能量

第2部　用驚奇的設施回顧宇宙

看得遙遠，代表看到過去
來看8分鐘前的太陽吧！／光可視的極限／無法共享時間
Hubble Space Telescope　哈伯太空望遠鏡
離開地球，觀察宇宙！／嘗試推測出了宇宙的年齡！／前輩重要的收藏品
Subaru Telescope　昴星團望遠鏡
從夏威夷的山上觀察宇宙！／來做暗物質的地圖吧！／阿昴的新裝備
ALMA望遠鏡
從智利的沙漠用電波觀察宇宙！／可以用電波看到的原行星盤／ALMA老師和優秀的天線們
CTA　切倫科夫望遠鏡陣列
用伽瑪射線眺望宇宙！／電磁射叢和契忍可夫輻射／從北邊看，也從南邊看
WMAP　威爾金森微波各向異性探測器
凝望大霹靂的痕跡！／WMAP所決定的宇宙參數／用光可看到的極限
宇宙微波背景輻射（CMB）偏振測量實驗
從宇宙放晴觀察暴脹！／暴脹和原始重力波／不斷旋轉的光？
Super-Kamiokande　超級神岡探測器
用微中子觀察宇宙！／用微中子看超新星爆發！／觀察超新星爆發的痕跡
IceCube　冰立方微中子天文台
從南極用微中子觀察宇宙！／用南極的冰觀測微中子！／微中子獵人！
KAGRA　大型低溫重力波望遠鏡
從神岡地底下用重力波觀察宇宙！／難以觀測的重力波／開心的神岡神樂
DECIGO
用來自宇宙的重力波觀察暴脹！／用重力波觀察宇宙／什麼是重力波？
Column多元訊息天文學

宇宙的終結～後記～
熱寂／大崩墜／大撕裂／真空衰變／後記

第1部　從宇宙的開始到我們的時代

什麼是物質的根本──基本粒子？
所有的物質都是經由碰撞形成！／傳遞結合基本粒子力量的基本粒子／最喜歡質量的希格斯玻色子！
宇宙的開始
時間誕生之前的故事／我們的世界是四次元？／這個世界是幾次元？
普朗克時期
無法想像剛誕生的宇宙／粒子物理學上非常重要的普朗克常數／普朗克常數很重要！
大一統時期
開始膨脹的宇宙／大一統理論及大一統時期／來統一四種力吧
暴脹時期
以驚人的氣勢膨脹的宇宙／由於暴脹，宇宙一下變冷一下又變熱／暴脹時很忙碌？
電弱時期
宇宙是炎熱的火球，大...