一生をかける価値のある問い。

銀河の端にある星は、中心近くの星とほぼ同じ速さで公転しています。

見えているすべての物質の重力から考えると、外側の星は、外惑星が太陽の周りをゆっくり回るように、はるかにゆっくり動くはずです。しかし実際はそうなっていません。ダークマターが有力な説明ですが、誰も直接検出したことはありません。

巨大な星の中心核は1秒もかからずに崩壊します。そして、なぜか爆発します。

大質量の星が燃料を使い果たすと、その中心核は内側へ崩れ落ち、跳ね返ります。シミュレーションでは、この跳ね返りがしばしば止まってしまいます。何がそれを再び動かし、崩壊を宇宙で最も明るい現象のひとつに変えるのかは、今も議論が続いています。

ブラックホールは叩かれた鐘のように鳴り、周囲のガスを通してうなりを上げるものもあります。

二つのブラックホールが合体すると、新しいブラックホールはその質量と自転で決まる音程で振動し、私たちの検出器はそれを重力波として聞き取ってきました。ペルセウス座銀河団では、ブラックホールが高温のガスに圧力波を送り出しています。中央のドより約57オクターブ低い音です。これらの歌が重力そのものについて何を教えてくれるのかは、まだ解き明かされている途中です。

何かが宇宙を押し広げている。しかも、ますます速く。

1998年以来、宇宙の膨張が加速していることがわかっています。それを駆動しているものは全体のおよそ70%を占め、私たちの最良の理論はその強さを桁外れに見誤り、最近の観測はそれが時間とともに変化している可能性を示唆しています。

物理法則は、対称性の言葉で書かれている。

リー群は、球の回転のような、滑らかで連続的な対称性の数学です。標準模型のそれぞれの力はひとつのリー群から生まれ、物理学の保存則は対称性から導かれます。なぜ自然がこれらの群を選んだのか、そしてそのすべての下にもっと大きな群があるのかは、まだわかっていません。

私たちの最良の物質理論は、誰にも説明できない26個の数値で動いている。

粒子の質量、力の強さ、粒子の混ざり方は、すべて測定してから手で入力されます。理論は驚くほどうまく機能しますが、なぜその数値なのかは説明できません。より深い原理からそれらを導き出せれば、物理学の偉大な業績のひとつになるでしょう。