わかるかな？

質問

「１９１９年５月２９日の皆既日食の日、天体観測で撮影された写真には、食により隠された太陽の周囲に、ヒヤデス星団のうち5個の恒星が写っており、調査の結果その位置は、いずれも太陽の中心から遠ざかるようにずれており、一般相対性理論の正しさが証明されたとして、世界中が大騒ぎになった。」という話はご存じだと思います。

恒星の太陽の中心から遠ざかる外向きの光が、内向きに曲げられ、観測された結果です。

一般相対性理論では、光の挙動は次のように説明されています。

「光は重力の及ぼす作用だけを受け、引力の中心に向けて曲げられ、加速しない。」

もし、それが正しいのなら、光の進路は以下の図のようになります。

つまり、ひとたび太陽に近づいた光は、重力の中心向けに進路を変え続け、二度と重力の中心から遠ざかることなく、最終的に重力源に降着します。
しかし、実際には恒星の光（Ｌ１）は地上で観測されているので、一般相対性理論の説明が間違であることが分かります。

では何故、恒星の光が地上に届き観測されたのか？

その答えが以下の質問で示した概念図です。

「光が重力中心に向け曲げられるって在り得るの？２」
http://okwave.jp/qa/q6250381.html

光が、重力源に対し相対速度０で落下し、２回反射（しバウンド）すれば、光は地上に届き、そのとき光源は、太陽の中心から遠ざかるようにずれて観測されます。

光の「速度が」、重力に対し反射するという「反作用を及ぼす」なら、一般相対性理論では説明できなかった、アインシュタインクロスの５つの像も当然の現象として説明がつきます。

作用には必ず反作用が伴うという、作用反作用の法則の通りです。

アインシュタインクロスについては、以下の質問の通り、

「アインシュタインクロスは重力レンズによるもの」
http://okwave.jp/qa/q6523643.html
重力に光が反射することによるレンズ効果で光が集められた結果です。

レンズが光を集める物である事については、以下の質問の通りです。

「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
ANo.1

私のOKwaveの質問履歴上、最初に行った質問で、世に問うた私の常識、

「私の常識度を相対性理論等の専門分野の有識者からの視点で判定していただき」
http://okwave.jp/qa/q6103069.html

「物質（事象）間に働く”引力は離力”であり、それなくして宇宙は成り立たない」
のです。

この説明なら、わかるかな？

回答No.11

nasubee

度々すみません。

仮に太陽の重力が「光が、重力源に対し相対速度０で落下」するほど
強いと仮定すると、太陽自身が発している光が地球に届かないのではないかと思ったのですが、
間違っていますか？

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞太陽自身が発している光が地球に届かないのではないかと…
＞間違っていますか？
間違っています。

太陽が放った全方向への光は、太陽に対し常に「相対速度＞０が成立」します。

図を描くと分かり易いと思います。
先ず太陽を円（Ｓ）で表し、その表面から秒速30万kmで放たれ、直進する光を矢印で表すとします。

この円Ｓの円周上から、外向きにの矢印を描く場合、
(1)どの位置を矢印の開始ポイントにしても、
(2)どの方向に矢印の線を向けても、

矢印は常に、太陽の中心から遠ざかる向きに進み、相対速度＞０が成立します。

従って、太陽の放った光が、太陽との相対速度が０になりることはありませんので、重力の作用だけを受けるわけではありません。

重力が強ければ、その反作用も、同じく強いのです。

不明点が在りましたら、投稿願います。

回答No.10

雪中庵（@psytex）

#5の者です。
どなたかとお間違えではないかと思いますが、
とりあえず今回の質問にお答えします；

＞重力の中心に向けて光が曲がるなら、光が太陽の傍らを
＞通過する場合、どの時点で、どうやって、重力の中心の向きに
＞進路を変えるのを止める事ができる”のですか？

軌道が重力方向にずれるというのと、その重心に近づくのとを
混同されているんですね。
接線軌道を進む光線は、再接近点以降は遠ざかります。
「より重力が強くなる」というのは、円軌道にあるものが、
内側にズレる場合です（光が重力によって円軌道をとるのは
ブラックホールの周辺でのみ＜ご提示の図はブラックホールです）。

前回のコメントに「スウィングバイは不可能」という言葉があったので、
「接近時に加速されないから、脱出時に速度が足りなくなって
差し引き減速する」とおっしゃられたいのかと存じます。
しかし、前提となった「光速不変だから加速されない」を、遠ざかる
時にも適用して下さい。
脱出速度が光速未満である（ブラックホールではない）限り、
ある軌道円の接線を進む光線を、その円軌道に拘束できず、
ましてご指摘のような落下軌道はとれません。
ごく基礎的な物理です。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞ごく基礎的な物理です。
では、基礎的物理で、同じ天体５つの像で構成される、アインシュタインクロスが見える原理を図解して下さい。

補足

基礎的物理で、同じ天体５つの像で構成される、アインシュタインクロスが見える原理を図解して下さい。

出来ないなら、その基礎的物理は机上の空論です。

回答No.9

nananotanu

> 光に質量が在る事は、世界初の宇宙ヨット「イカロス」が、太陽光で推進力を得ている事からも分かりますよね。

すみません。こちらは「プロ」なのです(笑)が、質量があるから推進力を得ているのではありません。

　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BE%E5%B0%84%E5%9C%A7
　　「放射圧」

質問者様、根拠がゆらいでいる様でございます。「思い込み」はNGですよ:-)

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞こちらは「プロ」なのです(笑)が、質量があるから推進力を得ているのではありません。
そうでしたか。てっきり風圧、光圧とも同じ原理かと、「思い込み」しておりました。

「思い込み」でした、ごめんなさい＞ALL

＞根拠がゆらいでいる様でございます。
大丈夫でございまする。
なぜなら、光が重力と逆に曲がる根拠として、光の質量を全く挙げておりませぬゆえ。

そこでプロの回答者様に質問なのですが、

(1)光が重力中心に向け曲がるとすると、
１９１９年の天体観測結果は説明できても、
→ブラックホールの背後の天体が見える事や、アインシュタインクロスを説明できません。

しかし、
(2)光が重力の逆に曲がるとすると、
→１９１９年の天体観測結果をはじめ、他の現象も説明できてパラドックスを生みません。

上記の２者(1)と(2)、どちらがお好みですか？

光が曲がる理由づけは、後からすれば良いと思いますが、
とにかく、実際に観測される現象を、簡単に説明できる説が(2)しかないなら、
それを採用するしかないのでは？

回答No.8

Tacosan

「質量のない光子が何故重力で曲がるか、を説明したのがアインシュタインだったのではないでしょうか？」というのは, わりと微妙なところだと思います＞#7.

実際にはニュートン力学の枠内であっても, 「光が重力によって曲がる」ような理論を作ることは可能です. つまり, 光には運動量やエネルギーがあるので, それらから「等価的な質量のようなもの」を求めることは可能です. そして, この「等価的な質量のようなもの」が重力の作用を受けるいう考え方をすることはできます. 最初にこのように考えたのが誰かは知りませんが, このようなアイデアがあったことは事実です.

さらに, 上のように考えると「重力による光の曲がり」は特殊相対論による計算結果と一致します.

以上のことから, 1919年の時点では「重力による光の曲がり方」に関して
・ニュートン力学でかつ光が重力の影響を受けない
・ニュートン力学でかつ光が重力の影響を受ける・特殊相対論
・一般相対論
の 3つの結果があり, 日食の際の観測から一般相対論が支持される, という結論が出たわけです.

以下は余談:
「質量のある光は、重力とは逆向きに曲がるんじゃないの？」という質問については, 実は正しいのかもしれません. もちろん実際の光には質量がないので, この質問そのものが無意味であるという現実は揺ぎません.

お礼

フォローありがとうございます。

重力レンズ効果によるアインシュタインリング現象（参考URL）が、理論的にあり得ない事について、論文を書きたいと思いますが、論文を提出するまでも無く、そんな事は専門家にとって常識ですかね？

それとも既に、回答者様が発表済みですか？

参考URL
http://windom.phys.hirosaki-u.ac.jp/monthly/shock/theory.html

回答No.7

nananotanu

>光が重力の影響を受けている以上、微量な質量があると言う事です。

「素人」なのでご教授下さい。
質量のない光子が何故重力で曲がるか、を説明したのがアインシュタインだったのではないでしょうか？

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞「素人」なのでご教授下さい。
私も、相対論については「中学生でも分かる一般相対性理論」とか言うのを、Ｗｅｂ上で読んだだけの素人ですよ。

で、相対論とは関係なく、既知の観測や実験結果から導き出される答えは、
「質量のある光は、重力とは逆向きに曲がるんじゃないの？」という質問をしているんですよ。

光に質量が在る事は、世界初の宇宙ヨット「イカロス」が、太陽光で推進力を得ている事からも分かりますよね。

ですので、相対論について、どうこう言っている訳ではありません。

＞質量のない光子が何故重力で曲がるか、を説明したのがアインシュタインだったのではないでしょうか？
その質問は一般相対性理論を勉強した方に、本カテゴリー等で別途された方がよいのではないでしょうか？

回答No.6

Tacosan

めんどくさいので 1点だけ:

「光は重力の及ぼす作用だけを受け、引力の中心に向けて曲げられ、加速しない。」
とかいってる「一般相対性理論における光の挙動の説明」が既に間違っている.

一般相対性理論を批判するのは自由だが, それは本来一般相対性理論を完全に理解したうえですべきではないのか.

お礼

ご指摘ありがとうございます。

＞「光は重力の及ぼす作用だけを受け、引力の中心に向けて曲げられ、加速しない。」
＞とかいってる「一般相対性理論における光の挙動の説明」が既に間違っている.
正しくはどのように、説明されているのでしょうか。

「光速度不変」は知っていますが、重力論については具体的な言葉を調べらませんでした。

＞批判するのは…本来一般相対性理論を完全に理解したうえですべきではないのか.
批判はしておりません。
また、その理論が間違いを含んでいる事が明らかですので、その主張を覚えられても、完全に理解することは私にはできません。

回答No.5

雪中庵（@psytex）

#1の者です。

＞重力の中心に向けて光が曲がるなら、曲がれば曲がるほど
＞さらに強い重力の影響を受け曲がりますが、

そんな事はありません。
あなたのお考えでは、地球はあっという間に太陽に落下してしまいます。
「脱出速度」について学んでみて下さい。
脱出速度が光速になるものがブラックホールです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

貴方は、主語を間違っていますよ。

”私は”光は重力中心に向け”曲がらない”と説いています。

”貴方が”光は重力中心に向け”曲がる”と言う立場をとったのです。

ですので貴方の立場をとる場合、当然の帰結が、
＞重力の中心に向けて光が曲がるなら、曲がれば曲がるほど
＞さらに強い重力の影響を受け曲がりますが、
となるのです。

重力中心に向け光が曲がるとするのでは、実際に観測されているアインシュタインクロスを説明できない以上、その説明が間違いがある事は明らかです。

以下の質問に回答して下さい。

質問：
重力の中心に向けて光が曲がるなら、光が太陽の傍らを通過する場合、
(1)どの時点で、
(2)どうやって、重力の中心の向きに進路を変えるのを”止める事ができる”のですか？
(3)同じ天体５つの像で構成される、アインシュタインクロスが見える原理を図解して下さい。

回答No.4

nasubee

一般人からの素朴な疑問です。

以下のような状況を想定します。
１．ものすごく速い球を投げられる投手を仮定します。
２．その投手は、最大で音速の100倍程度の速さの球を投げられます。
３．話が難しくなるので、空気抵抗等は無視します。

まず、この投手が150km/h程度の速度で球を投げます。
おそらく、100m程度で地面に落ちるでしょう。

次に、この投手が1200km/h（だいたいマッハ１）程度の速度で球を投げます。
地面にはいずれ到達するでしょうが、飛距離は100mよりずっと遠いはずです。

さらに、この投手が本気を出して、マッハ100で球を投げます。
この場合、加速はしていないにも関わらず、地球の重力を振りきって、
宇宙へ飛び出します。

ましてや光はそれ自体に重さがなく、しかもマッハ100よりずっと速いのですから、
太陽の近くを通った、という程度なら太陽の重力を振りきるのではないかと思いますが、いかがですか？

さらに言うと、仮に外力を受けていないものはすべて強い重力のある場所に落ちると仮定すると、
地球もそう遠くないうちに太陽に落ちてしまうと思いますが、違うのでしょうか？

お礼

ご質問ありがとうございます。

＞光はそれ自体に重さがなく
光が重力の影響を受けている以上、微量な質量があると言う事です。

＞速いのですから、太陽の近くを通った…程度なら…重力を振りきるのではないか…？
はい。
ですので、光が重力を振り切る様子を示したのが、以下の概念図です。

「光が重力中心に向け曲げられるって在り得るの？２」
http://okwave.jp/qa/q6250381.html

＞すべて強い重力のある場所に落ちると仮定すると
その、一般相対性理論の仮定が誤りである、と説明しています。

光の挙動が、その仮定通りなら、アインシュタインクロスという現象は説明不可能ですが、上記の概念図のように、光が反射するなら説明可能です。
その場合、ダークエネルギー等も説明可能であり、矛盾が生じません。

＞地球もそう遠くないうちに太陽に落ちてしまうと思いますが、
大丈夫ですよ。
地球の公転による遠心力と、太陽の重力が釣り合っているので、落ちません。

回答No.3

isa-98

マングースって知ってる？

回答No.2

bardfish

>私のOKwaveの質問履歴上、最初に行った質問で、世に問うた私の常識、
「貴方の常識は世間の非常識」

こんなところに投稿して「世に問うた私の常識」とは臍で茶です。

世に問いたいのであればこんなところではなく学会でしてください。
そうすれば貴方の考えに賛同し、一緒に研究・証明してもいいという奇特な方が見つかるかもしれません。

ここに投稿している限り貴方の考えは戯言の域を超えることは【絶対に】ありません。
そういった一般常識を持ってくださいね。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞臍で茶です。
それは大した特技ですね。
火傷など、ないさいませんように。

補足

＞世に問いたいのであればこんなところではなく学会でしてください。
はい。
勿論そのつもりですが、読み手側が、何が分からないのか、それが分からないので、こうして質問して調査しています。

簡単な事なんですがね。