• 島袋 隼士 [はやと], 2025: 宇宙暗黒時代の夜明け — 21 cm 線 電波で迫る、宇宙 138億年史 (ブルーバックス B2314)。講談社, 237 pp. ISBN 978-4-06-541727-0.

2025年11月に出た 縦書き (参考文献と索引は横書き) の新書本。

ちょっとまえに技術評論社から出た 『中学生からわかる現代天文学』[読書メモ] と同じ著者による本だ。

まえの本は天文学全体への入門書だったが、こちらは、著者自身の研究課題を中心とした本だ。あとがきによれば、当初は「21cm線で調べる宇宙暗黒時代から宇宙再電離期」を中心に書くつもりだったが、「宇宙の歴史」というテーマにひろげたとのことだ。「宇宙暗黒時代」や「宇宙再電離期」は、いわゆる big bang からはじまる宇宙のはじまりの理論にでてくる、宇宙の初期の段階の名まえである。「21 cm 線」というのは波長が 21 cm の電波のことで、中性の (電離していない) 水素原子がこの波長の電波をだす。ただし、水素原子の数が膨大であるにもかかわらず、それぞれの原子がこの波長の電波を出す頻度は低いので、この電波はよく知られた宇宙マイクロ波背景放射 (約 3 K の黒体放射に近い放射) よりも観測されにくい。著者は、「宇宙再電離期」を知るために、21 cm 線を観測しようと、国際的な電波望遠鏡のプロジェクトにもかかわっている。

むずかしい話題をわかりやすくつたえる努力がされていると思う。それにしても、現代の天文学の話題にはじめてふれる人には、まず (大学生以上であっても「中学生」ということばにまどわされないで) 『中学生からわかる現代天文学』を読み、その第7章に書かれた著者自身の研究に関心をもったら本書に進むことをすすめたい。

折りかえしのあとに目次をつける。

===== 目次 =====
はじめに
目次
第1章 人類は宇宙をどう考えてきたか?
– 夜空を見上げてきた人類
– 文明の発展と天文学
– 宇宙を合理的に説明しようとした古代ギリシャ
– 天動説から地動説へ
– ニュートンと近代科学の幕開け
第2章 膨張する宇宙
– アインシュタインの相対性理論と「重力の正体」
– 現代宇宙論の幕開け — 膨張宇宙と新しい宇宙観
– フリードマン方程式と宇宙の膨張
– 静的宇宙へのこだわりと宇宙定数項
– 宇宙は膨張していた — ハッブルの発見
– よみがえる宇宙定数項と宇宙の加速膨張
– 宇宙の将来はどうなる?
第3章 ビッグバンと標準宇宙論の確立
– 宇宙の時間を巻き戻してみると — ビッグバン宇宙
– ビッグバン宇宙の高温スープ — クォーク・グルーオン・プラズマ
– 宇宙はじめの3分間に何が起きたのか
– ビッグバン理論を検証する
– 隠れた存在、ダークマター
– 宇宙マイクロ波背景放射の詳細な観測
– 宇宙マイクロ波背景放射の教えてくれること
– 宇宙になぜ、揺らぎが生じたのか?
– [Column] 意外と知らない? 大学教員への道のり
第4章 宇宙暗黒時代とダークマター
– 真っ暗な宇宙 — 宇宙暗黒時代
– 引き寄せ合うダークマター
– 謎に包まれるダークマターの正体
– – 1. WIMP [弱い相互作用をする重い粒子]
– – 2. 原始ブラックホール
– – 3. アクシオンと ALP [アクシオンのような軽い粒子]
– 21 cm 線を用いた宇宙暗黒時代探査
– 宇宙暗黒時代の 21 cm 線で探る宇宙論
– – ダークマター
– – ダークエネルギー
– – インフレーション
第5章 ファーストスターと宇宙の夜明け
– 暗黒の宇宙に光が灯る — ファーストスターの形成
– ファーストスターは重いのか?
– ファーストスターは「一人っ子」なのか?
– ファーストスターの最期について
– – 太陽質量の10倍より軽い星
– – 太陽質量の10～25倍の星
– – 太陽質量の25～40倍の星
– – 太陽質量の40～100倍の星
– – 太陽質量の100～140倍の星
– – 太陽質量の140～260倍の星
– – 太陽質量の260倍以上の星
– ファーストスターは現在も生き残っているのか?
– ファーストスターの鍵を握る種族 II の星
– 21 cm 線で迫るファーストスターの性質
– 21 cm 線 グローバルシグナルを検出 !?
第6章 最新観測で迫るブラックホールと銀河
– 重力波を用いたブラックホール観測
– 重すぎるブラックホール
– 133億年まえの銀河が見えた!
– [Column] AIは強力な共同研究者?
第7章 宇宙の霧が晴れるとき — 宇宙再電離
– 宇宙再電離とは何か?
– 宇宙のすべての水素を電離するエネルギー
– 「電離の泡」が宇宙全体に広がっていく
– クェーサーは再電離に貢献したのか?
– ダークマターも “暗躍” している!?
– JWST [ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡] による最新観測で分かってきた宇宙再電離期
– 再電離の現場を CTスキャンのように捉える
– 21 cm 線は写真のようには撮れない
第8章 21 cm 線 研究 最前線
– 21 cm 線 観測を阻む「前景放射問題」
– 上限値だけでもいろいろなことが分かる
– 遺跡の発掘作業のような手法
– 2枚のフィルターで迫る 21 cm 線 検出
– AIの活躍も欠かせない
– 21 cm 「吸収線」で宇宙論を検証する
第9章 宇宙の謎の解明に向けて
– 次世代の大型電波望遠鏡 SKA [Square Kilometre Array]
– 人類は再び月を目指す — 月面電波天文学
– 我々は宇宙をどれだけ理解できたのか? あるいはどれだけ理解できていないのか?
– おわりに
参考文献
さくいん
===== ここまで =====