光が重力中心に向け曲げられるって在り得るの？

質問

光が重力中心に向け曲げられるって在り得るの？

この質問に回答しようとされる方は以下のURLの質問・回答を全て理解できた方のみに限定させて頂きます。
重力レンズで光が分けられるってあり得るの？
http://okwave.jp/qa/q6175531.html
アインシュタインリングって存在するのでしょうか？
http://okwave.jp/qa/q6118855.html

「１９１９年５月２９日の皆既日食の日に、太陽の陰に隠れて見えないはずの金星が、太陽の引力で光が曲げられ、アインシュタインの予言通りに実際に観測され大騒ぎになった」という話はご存じだと思います。
太陽の光が金星に反射し、太陽の中心から外向きに進む光が、逆の内向きに曲げられ観測された結果です。
この時、金星は１つ観測されただけです。

銀河や恒星は光源として、金星は反射光源として”分かれた光”を放っています。
これらの分かれた光を集めない限り、同一天体を複数として観測することは不可能なので当然です。

現在、一般に、「光は重力の中心に向け曲げられる」と説明されています。
しかし、その場合、光を集めることは出来ず、同一天体を複数として観測することは不可能です。（図の上のライン）
「光が重力の中心の逆向きに曲げられる」のなら、同一天体を複数に観測可能です。（図の下のライン）

物理法則はその事象の、規模、位置、時間で変化しない不変的なものです。

光が重力中心に向け曲げられるって在り得るのでしょうか。

なお、本件の関連質問を以下のURLで行っております。
重力で空間が歪められるってあり得るの？
http://okwave.jp/qa/q6161055.html

回答No.22

Tacosan · ベストアンサー

なんというか, 「学びて思わざれば」が浮んでしまう....
(1)その中心点から直線を一本引き、その延長上に金星を点として描きます。
(2)そして、金星から太陽の外周に接する直線をもう一本引きます。(1)と(2)のなす角度の内側を進む光を「重力中心に向けに進む光」と表現します。
(3)もう一本、金星に接する(1)と(2)のなす角度より大きく、太陽の外周に接しない直線を引きます。
という文章に「観測者」は出てこないから, 普通はまず「観測者」を考えずに解釈しようとする. でそのような解釈に無理があればそのときになって「観測者」を導入するのだが (もちろんそのような文章が悪文であり排除されるべきものであるということは論を待たない), この文章において「観測者」を導入しないことによる無理は存在しない. ということは, この文章から「(1) と (3) のなす角」が「観測者」に依存するという解釈は全く不可能.
ちなみに忘却の彼方にあるのかもしれんけど, (3) のように進む光が「(1) と (3) のなす角度」だけ「内側」に曲がったとしたら, その進行方向は (1) と平行になるよ. 状況を描けば, 鋭い中学生には一瞬でわかる程度の話.
あと「もっと具体的に、部分と用い方を示して下さい。」とか書いてるけど, そんなの自分で調べろ. それでわからないなら「ここにこう書いてあるんだけど自分の使い方と区別ができない」と例示すれば, ひょっとすると答えるかもしれないし答えないかもしれない.

補足

いつも回答ありがとうございます。

＞なんというか, 「学びて思わざれば」が浮んでしまう....
学びて思い、思いて学び、そして行うべし。さらに、それを以て学ぶべし。

＞(3) のように進む光が「(1) と (3) のなす角度」だけ「内側」に曲がったとしたら, その進行方向は (1) と平行になるよ.
はい。平行になると理解しています。
だから、観測者と一直線上に前後に並ぶ２つの天体の、前者がブラックホールで無い限り、真後ろの天体を観測することは、不可能であると理解しています。

＞状況を描け…
捕捉では図を添付できませんので、一旦、本件質問の回答を締め切らせて頂き、改めて概念図を描き、質問させて頂きます。

＞「もっと具体的に、部分と用い方を示して下さい。」とか書いてるけど, そんなの自分で調べろ.
ネットで調べ確認した上、自分の用語の用い方の、どこが誤りなのか解らなかったので、お願いさせて頂きました。

とにかく、光が重力と逆に曲がらないと、アインシュタインクロスの５つの像は不可能でしょ？

光が重力中心に向け曲げられるって在り得るのでしょうか。

回答No.11

nananotanu

多分、貴方の混乱の元は、ここだと思います。
No.5さんの図を御参照下さい。

この図で言うと、Eに居る我われからは(光は直進してきている、と思っているので)C'やD'を左側にまっすぐ延長した上にある、と感じてしまう(Bに、ではなくて)、　ということです。それを表したのが、No.5さんの挿入図(グレーの部分)。

回答No.10

Tacosan

私も「あれ? 金星だっけ?」と思ってはいたんですけどね＞#9. 金星だろうと木星だろうと銀河中心だろうと議論に異なる点があるわけじゃないので特に調べることもなく放置していただけ.
で本題の「光が重力中心に向け曲げられるって在り得るのでしょうか。」については, 実は質問者自身が答えてますよね. 「太陽の光が金星に反射し、太陽の中心から外向きに進む光が、逆の内向きに曲げられ観測された結果です。」って. 「内向きに曲げ」る作用って, 太陽の重力以外の何?

補足

ご回答ありがとうございます。

＞ 金星だろうと木星だろうと銀河中心だろうと議論に異なる点があるわけじゃない…
はい。「重力で光（空間）が曲がり物体が、より外側に観測される事実」を言いたいだけなので詳細な数値や物体の区別は問いません。

＞「内向きに曲げ」る作用って, 太陽の重力以外の何?
正しくは「逆向きに曲げる」作用の結果「内向き」になった。
です。作用はもちろん、太陽の重力です。

（個人的には）アインシュタインリングは、「一直線上の真後ろの”1つの天体の全体が1つ”のリングに見えること」だと理解しています。

アインシュタイン・クロスはどうでしょう。
これは、1つの天体の「全体が複数に観測」されたものです。

光を集めたレンズ天体自体が観測されないのでレンズ天体はブラックホールと考えられますが、同一天体を５つに見えるレンズはどの様な位置・形状になるでしょうか。
観測天体と地球の直線上以外に、４つのレンズの効果が必要です。

仮に、重力中心向きに光が曲がるなら、
(1)レンズ天体は右側の光を内向きの左に曲げた同じ力で、左側の光を内向きの右に曲げます。
(2)同様に、レンズ天体の上の光は下に、下の光は上に曲げられます。
当然、光が(1)(2)のように曲げられるなら、５つの像でクロスが観測されることは在りえません。
だから、５つの像によるクロスが、あり得ない驚きの存在に見えるんでしょうね。

金星観測の結果の通り、重力の外向きの光が逆向きの内向き曲がるように、重力の内向きの光が逆向きの外向きに曲がるのならアインシュタインクロスは至極当然です。そして実際に観測されています。
図の下のラインが４つあればいいだけです。

光が重力中心に向け曲げられるって在り得るのでしょうか？

回答No.9

equinox2

>「１９１９年５月２９日の皆既日食の日に、太陽の陰に隠れて見えないはずの金星が、
上記の記述が気になりましたので、コメントさせてください。
この記述はどちらを参照されたかは判りませんが、明らかに誤りですのでご確認ください。

1919年5月29日には、太陽はおうし座あたりにあり、金星はふたご座のあたりです。
Webサイトの複数に記述や当時撮影された写真でも、ヒアデスあたりの複数の星でズレを
確認したようです。

また、金星は視角（同日、17秒角程度）が大きすぎて、わずか1秒角前後のずれの検出には
不向きなことも付け加えます。

他については、多数のかたのコメントがありますので、控えさせていただきます。

回答No.8

tetsumyi

まだ、あきらめないでやってたとは恐れ入りました。
この現象を平面図で考えても理解できませんよ。
光が曲がる現象は球の表面に書いた２本の直線のつもりが２つの点で交わると同様な曲がりであって、１点から出た違う方向の光が２つの方向の光として見ることができることになります。
http://wwwsoc.nii.ac.jp/msj6/sugakutu/1202/izumiya.pdf

実際の空間で正確に理解したいのであれば非ユークリッド幾何学をきちんと勉強してください。
既にご存知だと思いますが、相対性理論の種々の現象を理解したのであれば、非ユークリッド幾何学を知らないで考えることはできません。
金星が、太陽の引力で光が曲げられアインシュタインの予言通りに実際に観測された、と言うことは単に曲がったと言うだけでなく太陽重力下で非ユークリッド幾何学に従って計算した結果と一致する位置のズレが観測されたことに意味があるのです。

お礼

ありがとうございました。
＞非ユークリッド幾何学に従って計算した結果と一致する位置のズレが観測されたことに意味があるのです。
そういうことでしたか。勉強になりました。

＞まだ、あきらめないでやってたとは恐れ入りました。
何を諦めるというのでしょう。
何に恐れ入るのですか。

理解するまで問い続ける。
納得いくまで問いつずける。
頭が悪いと思われようと問い続ける。
また、それができない者を信用しないのがSEの世界。職業病ですかね。

回答No.7

Wr5

まだ続いていたのですか…いつ学術誌に投稿されるんでしょうか？

掘り返してアレですが…アインシュタインリングで真ん中に光が一切無いモノ…
となると、ブラックホール1つで銀河1つに相当する重力が必要です。
# 光で観測はできないが重力に影響を及ぼす。というわれているダークマターの分も込みで。
なお、銀河の中心には巨大なブラックホールがある。という説もあります。
# まぁ、こういうと銀河の中心が光っているのはおかしい。となるのでしょうが。

>光が重力中心に向け曲げられるって在り得るの？

については、既に「時空間がゆがんでいるので曲がっているように見える」と、いろいろな方から回答が付いたかと思われますが。
私のような「シロートの意見なんて求めていません」とか言うなら、とりあえずここ最近のニュートンでも読んで下さいな。
ブラックホールを特集したものや時空のゆがみなどについて特集されたものが出ていたハズです。

回答No.6

k_kota

まあ、光が重力中心側に曲がる、という仮定でも２方向からの光が地球に届くことはあります。

他の回答者様以外の場合ですけど、例えばほとんど影響を受けていない直線に近い光が届いて、それとは別に重力の強い天体とかの方向に行った光が地球方向に曲げられる場合です。

回答No.5

phobos

ANo.3,4です。回線の混雑で図のアップロードに失敗しましたので再チャレンジします。

回答No.4

phobos

ANo.3です。
図の添付を忘れましたので、再度投稿します。

回答No.3

phobos

大変興味深いご質問です。
質問者さんによる奇妙な状況設定と超越した論理展開から導かれるユニークな結論に基づく質問に回答する事は、正直言って大変疲れるのですが、
> 以下のURLの質問・回答を全て理解できた方のみに限定
とのことなので、
http://okwave.jp/qa/q6118855.html　への回答No.21で使用した図面を再度添付して回答しましょう。

(1)図のＡ，Ｂは遠方の銀河、Ｅは地球で、三者は一直線上にあるものとします。これは、それぞれ固有運動している天体のうち、地球Ｅから見て現在たまたま一直線上に並んでいるＢ，Ａのペアを選んで観測する、ということです。

(2)ＢからＣに向かって発した光がＡの重力レンズ作用によって進路をＣ’に曲げられて地球Ｅに到達します。正確に言うならば「Ａの重力レンズで進路を（Ｃ’に）曲げられた結果地球に到達することになった（もとはＣに向かって発せられた）光」です。

(3)同様にＤに向かった光はＤ’のように進路を曲げられて地球Ｅに到達します。

(4)ＡからＥに向かって発した光はそのままＥに到達します（図の赤矢印）。

(5)この結果、地球ＥからＡ，Ｂを観測すると、Ａをはさんで両側にＣ’とＤ’の像が見えることになります。
なお、Ａの重力レンズ効果がＢＡＥの直線に対して軸対象であるならば、同様にしてＢの像はＡを中心に図の水色で示すようなリング状に並ぶことになります。それがアインシュタインリングです。

要するに、質問者さんの主張
> 現在、一般に、「光は重力の中心に向け曲げられる」と説明されています。
> しかし、その場合、光を集めることは出来ず、同一天体を複数として観測することは不可能です。（図の上のライン）
> 「光が重力の中心の逆向きに曲げられる」のなら、同一天体を複数に観測可能です。（図の下のライン）
は間違っており、

「光は重力の中心に向け曲げられる」ことで「同一天体を複数として観測することは」可能なのです。

なお、本投稿の文頭に「大変興味深いご質問です」と書きましたが、実のところ、興味深いのは質問内容ではなく、質問者さんが意地でも天体と地球を結ぶ直線上に重力レンズ天体を置いた図を描きたくないという、その心理状態についての精神病理学的興味です。

質問者さんは　http://okwave.jp/qa/q6118855.html　の質問を投稿した当初は、明らかに、ＢからＡＥに向かった光がどうにかしてＡを迂回してＥに届かなければＥからＢは見えないはずだ、という考えに固執されていましたが、

> これらの分かれた光を集めない限り、同一天体を複数として観測することは不可能なので当然です。
とのことなので、現在では少なくともＢ→Ｃ’→Ｅの経路でＢの「分かれた」光をＥで見ることができることは理解してくれたようですね。

だとすれば、私をはじめ先のご質問に一所懸命回答した他の回答者さんたちも、回答したかいが少しはあったというものです。

補足

ご回答ありがとうございます。

＞質問者さんによる奇妙な状況設定と超越した論理展開から…
何はともあれ「超」をつけて頂きありがとうございます。

＞回答する事は、正直言って大変疲れるのですが…
義務ではありませんが、疲れ果てるまで、お付き合いください。

それから質問者様は、主語を間違っていませんか？
私は観測された事実を基に質問をしていますが、回答者様たちは、未発見の有りもしないワイングラス銀河という「奇妙な状況設定」をしてます。
確立的に、アインシュタインリングが発見される前に、発見されているはずですよね。
状況に合わせ、後から都合のいい証拠を作ることを「証拠のねつ造」と法律では表します。

それに、膨張する宇宙で、地球を中心に１０組以上の、３つの天体が一直線に維持されるという「あり得ない状況設定」もしていますよ。
その上、全てのリングの穴をふさぐ形で4つ目の天体が必ずワンセットだと。
3つの銀河が一直線に並ぶ確立が0.1%らしいので、１０組存在すると考えて確立は、0.0000000000001%です。
これを世間一般では「あり得ない」といいますね。

＞少なくともＢ→Ｃ’→Ｅの経路でＢの「分かれた」…理解してくれたようですね。
残念ながら、あり得ないと理解しています。

回答No.2

Kon1701

別に「光が重力の中心の逆向きに曲げられる」などと考えなくても、図の下の部分、重力の下を、重力の中心に向かって曲げられた光が地球に到達する可能性はありますが？

なお、言うまでもないことですが、地球と金星の間に光を大きく曲げるような天体はありませんが・・・。