日本宇宙学入门名作，日文版销量突破12万册！
    日本东京大学Kavli数学物理联合宇宙研究机构所长、Coursera人气课程“从大爆炸到暗能量”讲授者村山齐科普力作！
    宇宙暗物质暗能量组首席研究员陈学雷作序推荐！
    从“已知宇宙”到“多重世界”，从“四维时空”到“多维宇宙”，追踪“暗物质”“暗能量”，发现宇宙惊人的黑暗秘密。
    村山齐著的《千亿个宇宙：多世界的黑暗秘密》从地球出发，和诸位读者逐一拜访了国际空间站、月球、太阳、小行星25143、太阳系附近的恒星和银河系，并邂逅了暗物质之谜。

    村山齐著的《千亿个宇宙：多世界的黑暗秘密》从当前可观测宇宙出发，通过追溯极早期宇宙，讲解了宇宙的诞生与可能的结局，并结合天文观测与物理学研究中的“暗物质”与“暗能量”问题，带领读者探索了宇宙中不可见的“额外维度”，以及奇妙的多重时空区域。本书语言通俗、线索清晰、节奏轻快、层层深入，不仅描绘出了宇宙的整体图景，还探讨了当前宇宙研究中待解决的关键问题，是宇宙学入门的科普佳作。

    本书是村山教授的一部科普著作，全面介绍了当前宇宙学的基本概念、重要问题，同时也用非常通俗易懂的语言介绍了许多新奇的理论和实验，还专门设置了问答，替一般读者问出阅读时可能存有的疑问，并由村山教授一一回答。对于想要弄懂这些概念的一般读者，这是一本不绕弯子、直奔主题的简洁明快之作。能向中国读者推荐这部著作，我感到十分荣幸。
    ——中国科学院国家天文台宇宙暗物质暗能量组首席研究员  陈学雷

第1章  已知的宇宙
  1.太阳系——宇宙的小角落
  2.探索太阳系
  3.出人意料的公转速度
  4.恒星的构成
  5.中微子的馈赠
  6.艰辛的中微子观测
  7.恒星的内部结构
  8.深入探索银河系
  9.银河系中心的黑洞
  10.奇异的星系旋转
  11.看不见的物质
  12.星系中充满暗物质？！
  13.如何获知星系在旋转
  14.相当于几乎什么也没看到
  答疑解惑
第2章 宇宙满是暗物质
  1.星系团中也充满了暗物质
  2.引力透镜效应
  3.斯巴鲁望远镜
  4.星系团的碰撞
  答疑解惑
第3章 宇宙的大尺度结构
  1.宇宙中的“浓淡疏密”
  2.“大爆炸”的余烬
  3.膨胀中的宇宙
  4.宇宙的结构清单
  5.暗物质与宇宙的诞生
  答疑解惑
  小专栏
  1.构成万物的基本粒子
  2.力也是源自基本粒子
  3.未知的基本粒子与宇宙之谜
第4章 暗物质的黑暗秘密
  1.暗物质的候选者
  2.胆小的第 一候选者
  3.WIMP的真相
  4.其他维度的访客？！
  5.探寻暗物质的声音
  6.探索暗物质的热潮
  7.再现宇宙大爆炸
  8.宇宙的基因计划
  答疑解惑
  小专栏
  1.宇宙的年龄
  2.观察宇宙的开端
第5章 宇宙的命运
  1.宇宙的命运
  2.暗能量
  3.从超新星获知宇宙膨胀速度
  4.持续增加的能量
  5.宇宙将会撕裂？
  6.暗能量的产生速度
  7.超弦理论与宇宙终结
  答疑解惑
第6章 多重宇宙
  1.宇宙不是唯一的
  2.从弯曲到平坦
  3.五维时空
  4.不可见的维度
  5.身边的多维度
  6.应用于力的统一
  7.微弱的引力
  8.引力不会互相抵消
  9.引力为什么微弱
  10.存在渗透到其他维度的引力吗
第7章 多重维度
  1.渗透到多重维度的引力
  2.黑洞——存在多重维度的证据
  3.ILC的实验
  4.弯曲的宇宙
  5.额外维度空间是不确定的
  6.不确定的存在
  7.额外维度中的暗物质
  答疑解惑
第8章 宇宙是唯一的吗
  1.三维的三明治
  2.宇宙的分支
  3.宇宙加速膨胀的能量
  4.理论物理学最糟糕的预言
  5.超弦理论与黑洞
  6.六维空间是叠在一起的
  7.何方可化身千亿，一宇宙前一揭秘
  答疑解惑
后记

    听到“宇宙”一词，你会想到什么呢？大部分人可能首先想到的是璀璨的繁星和绚丽的星系吧。因为在我们的观念中，这些繁星和星系就是宇宙。但是，这种观点在2003年被彻底颠覆了。
    这次对宇宙认知的革新，源于一份从宇宙观测结果得出的宇宙整体能量清单。清单显示，构成恒星和星系的所有元素的能量仅占宇宙整体能量的4.4％左右。肉眼可见的恒星和星系，在浩瀚宇宙中仿若沧海一粟。除此之外的绝大部分宇宙，我们都无法用眼睛看到。
    万物由原子构成，这是我们在学校学到的常识。然而，原子的占比甚至不足宇宙整体能量的5％。那么剩余约96％的能量是什么呢？其实，其中的23％左右为暗物质，73％左右为暗能量。在误差允许的范围内，将上述几部分全部相加刚好为100％。虽然暗物质和暗能量都拥有各自的名称，但它们的“真身”仍是未解之谜。
    也就是说，我们其实对宇宙整体知之甚少。然而直到2003年以后，我们才认清这一残酷现实。原本熟悉的宇宙，似乎在转瞬之间变得陌生。这种观念冲击，相当于在人们深信地球是宇宙中心的“地心说”时代，哥白尼提出了“日心说”。以往，我们一直认为原子构成的宇宙就是宇宙的全部。直到后来，我们才意识到这种观点是错误的。
    如今，前沿宇宙研究距离捕获暗物质只有一步之遥。倘若没有暗物质，地球、太阳、恒星以及星系都不会诞生。甚至可以说，我们人类的诞生也是因为暗物质的存在。但是，至于暗物质究竟是什么，目前仍无从知晓。不过幸运的是，已经正式启动的大型强子对撞机（LHC）和在日本神冈矿山地下1千米进行的暗物质液氙探测器（XMASS）等实验项目，非常值得我们期待。在今后的10年间，逐步揭开暗物质的神秘面纱，不再是痴人说梦。现在有一个热门话题，说暗物质可能是来自其他维度空间的“使者”。这可不是科幻小说，而是已开始正式研究的物理学理论一多维宇宙。
    另一方面，暗能量则有些“反常”，它在试图将好不容易形成的宇宙大尺度结构撕裂为碎片。暗能量的真相更加“黑暗”，不过日本的图像和红移的斯巴鲁测量（SuMIRe）项目等或许将逐步探索出它的秘密吧。目前暗能量的最有力候选者为“真空能量”。真空为何会拥有能量呢？这是支配微观世界的量子力学提出的预言。但是计算结果表明，真空能量的数值是期望值的10120倍。如果真空能量的数值这么巨大，那么宇宙诞生后马上就会被撕裂成碎片，根本没有孕育恒星和星系的时间。于是就此产生了“多元宇宙”的观点，该理论认为存在很多个宇宙，甚至可能多达10500个。在众多宇宙之中，真空能量恰好十分微小的宇宙寥寥无几，而我们的宇宙便是其中之一。
    本书的中心内容是，讲解宇宙诞生的关键信息——暗物质和暗能量，并介绍宇宙的整体结构。结合该领域的热门话题，让我们一起来重新思考宇宙是什么，以及关于宇宙，我们了解了什么，又不了解什么。

    本书从地球出发，和诸位读者逐一拜访了国际空间站、月球、太阳、小行星25143、太阳系附近的恒星和银河系，并邂逅了暗物质之谜。通过观测更为遥远的星系，我们逐渐看到了宇宙过去的容貌，甚至回到了大爆炸的瞬间。如今我们利用望远镜能够观测到的恒星、星系以及宇宙的大尺度结构都源自宇宙起初的微小涨落。
    一方面，我们发现宇宙的膨胀最近（大约70亿年前）开始加速，这样一来，暗能量就进入了我们的研究视线。研究结果表明，宇宙的未来掌握在暗能量的手里。但是，我们并不了解支配宇宙历史和命运的暗物质以及暗能量的真相。这一课题或许堪称现代科学最大的谜题。
    为了解开这一谜题，多重宇宙的理论就此登场。暗物质来自于多重维度的假说成为我们热议的焦点。我们的可观测宇宙是三维空间，但其实可能还存在微小且不可见的六个额外维度。由于暗物质在额外维度运动，所以它具有能量。虽然在我们看来暗物质是静止的，但其实它具有能量，也就是质量。因为根据公式E=mc2，能量可以转换成质量。
    另一方面，虽然暗能量现在显得尤为重要，但是纵观宇宙的历史，基本可以无视它的存在。如果暗能量是微观世界的真空能量，那么它的数量就太少了，与期望值之间存在120位数的差距。于是，多元宇宙的理论应运而生。在反复试验中产生的10500个宇宙，大部分因为暗能量过大而被撕裂，未能形成恒星和星系。“碰巧”只有暗能量非常小的宇宙产生了恒星和星系，并诞生了智慧生命，从而观测到了这个特殊的宇宙。
    这种像科幻小说的观点，究竟是科学家面对巨大谜题时迫不得已的自圆其说，还是打开暗黑世界通向全新宇宙图景的窗口呢？我们只能通过今后的实验和观测来回答这个问题。
    该领域研究人员的心情与仰望星空的孩子一样，都是激动不已。学校并不会教授大家这些宇宙的未解之谜，如果有人能够在阅读本书后，下决心将来投身研究去解答这些谜题，我将会感到非常欣慰。
    致力于巨大谜题的研究工作，毅力必不可少。不过，正如喜欢音乐的人会花费大量时间训练一样，研究人员也会非常兴奋地为之努力工作。另外，演奏家得到大量音乐迷的支持后会更加努力。我相信科学家将来也会得到很多人的支持。
    无论你选择成为“演奏家”还是“音乐迷”，我都希望本书唤起更多人对自然领域的关注。
    最后，我要感谢本书的编辑小泽久先生，如果没有他的辛勤付出，本书就不会问世。根据四个独立的讲义录音带整理出本书内容的荒船良孝也同样功不可没。我还要感谢为IPMU主办的演讲会安排广告的宫副英惠，推动演讲活动的朝日文化中心新宿教室的神官司英子，从日程安排到回复邮件面面俱到的秘书梗本裕子，在我较为陌生的领域不吝赐教的IPMU的同事们，支持我这位不才的所长开展工作的所有工作人员，以及在美国的犹如生活在单亲家庭的我的家人。 村山齐