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メッセージ | 宇宙空間が膨張するとは，どういうことかについての考察１（前） | 宇宙はどこに向かって膨張しているのでしょうか１（次） |
宇宙空間が膨張するとは，どういう意味か（Ｎｅｗｔｏｎ２０１６，３）
についての考察２
２０１６，５，１４
著者 髙田 敞
（以下｛ ｝内は上記本よりの引用）
Ⅰ 問題１
（１） ｛「空間」なるものが膨張するとは，いったいどういうことなのでしょうか。｝
１ 本の説明
１次元の宇宙の膨張（ゴムバンドの比喩）
ゴムバンドを左右に引っ張ると、ゴムバンドにピンで固定した缶バッジの銀河の絵の間は均等に伸びる。どの缶バッジの銀河の絵を中心にしても、そこから見て遠い銀河の絵ほど距離に比例して遠くに離れる。
｛遠くになるほど速く遠ざかって見えるのは，遠くの銀河ほど，ゴムバンドののび（空間ののび）が多く“加算”されるからです。なお，銀河Ｂや銀河Ｃから見ても，つまりどの銀河から見てもハッブルの法則が成り立っています。｝
この比喩が、実際の宇宙の銀河の赤方偏移が距離に比例して大きくなることをうまく説明できるということだ。
２ 考察
（１） ゴムバンドの比喩は宇宙空間の膨張を説明できるか
ア エネルギーのかかりかた
・ ゴムバンド
ゴムバンドが伸びるのは、両端を両手で引っ張っているからだ。力は両端の２点にかかっている。それが中まで伝わってゴムバンドが伸びる。
・ 宇宙空間
宇宙は、それぞれの空間の部分、部分が膨張して互いに押し合っているから全体が膨張しているという考え方だ。
無数の小さな空間がそれぞれ膨張してそれが全体に伝わって“加算”されて膨張する。
・ 両者の違い
外部から引っ張られるのと、内部がそれぞれに押し合うのと、力のかかり方が違うことから、ゴムバンドの比喩は、宇宙空間が膨張しているとしても、そのエネルギーのかかりかたを説明しているとはいえない。
・ 結論
見かけが少し似ているというだけである。科学なんだから見かけにだまされてはいけない。実際には、科学的には何一つ共通点はない。
イ エネルーギーの種類
・ ゴムバンド
腕を動かす力。これは、筋肉内で糖を酸化して作られている。糖は、光合成により太陽エレルギーから作られる。太陽エネルギーは、核融合から作られる。
これらの仕組みは解明されている。また、実際に証明されている。
エネルギー不変則も満たしている。
・ 宇宙空間
空間を膨張させるエネルギーはいまだに謎である。理論もないし、実証もされていない。もしまんがいちあったとしても、今までの物理学で解明された法則は適用できないエネルギーである可能性が高い。
また、無から湧いてきたということだといっているから、エネルギー不変則にも反している。
・ 結論
エネルギーそのものが、ゴムバンドと空間膨張では完全に異なる。これは上と違い、似ているところさえない。したがって、ゴムバンドの比喩は宇宙膨張のエネルギーを説明していない。科学的説明になっていないといえる。
宇宙空間の膨張のエネルギーは、理論も実証もないし、今のところ解明できる見通しもないから比喩で間に合わせようというのだろうが、比喩は科学ではないし、科学の方法でもない。それどころか、科学では避けなければならない方法である。
蝶は空を飛ぶ、鳥は空を飛ぶ、だから同じ仲間だ、イルカとサメは姿形が似ているから、同じ仲間だというに等しい。たしかに似ているけれど、それは、機能の見かけであって、科学の分類ではないのと同じだ。ただ、イルカとサメは脊椎動物というところでは、似ている。ゴムバンドと、空間の違いよりはましである。
ウ エネルギーの伝わり方
｛遠くの銀河ほど，ゴムバンドののび（空間ののび）が多く“加算”されるからです。｝
・ ゴムバンド
手で引っ張られたエネルギーは、ゴム分子を伝わっていく。これは、電磁気力の力である。
証明されている。
・ 宇宙空間
空間のある部分が膨張したとする。その圧力はどのようにして隣の空間に“加算”されるのだろう。それが次々に“加算”されて空間を伝わり、５０億光年や１００億光年先まで伝わるという。
鉄だって、１００ｋｍ先まで膨張を伝えるのは至難の業だ。昔の鉄道線路など、夏の暑さで膨張して、グニャリと曲がったものだ。１光年先になると、鉄の各々の部分の膨張を伝えるのはほぼ不可能だろう。
なにもない空間が、なにを元に、１００億光年もの距離をそれぞれの部分の膨張をすんなり“加算”して伝えていくのだろう。途中の無数の巨大な銀河団も軽々と動かしながらである。その巨大な質量を動かすときに空間膨張はすりぬけていかないのだろうか。空間膨張は、太陽系や、銀河系を膨張させることができないということだから、空間膨張は、太陽系ではすりぬけていっているということなのだから。
もしこれが線路なら不可能であろう。鉄道線路が熱で膨張しても動かないのは、重い枕木でしっかり固定しているからだ。枕木より重い銀河団を、どこにも触らないで、超高速（新幹線の速度など目じゃないのだから）で動かすというのだから、空間とはすごいものだ。
宇宙空間膨張の仕組みは不明である。というより、無視である。誰も話題にすら上げない。今の物理学では、その仕組みは解明できないし、それ以上に、矛盾だらけ（地球を髪の毛一筋ほども動かせないのに、銀河団を動かすという）だから、無視しているのであろう。
・ 結論
ゴムバンドが伸びる時にエネルギーが伝わる仕組みと、空間が膨張していくときのエネルギーの伝わる仕組みは完全に異なると考えられる。したがって、ゴムバンドが伸びることで、空間膨張を説明することはできない。
エ 大きさ
・ ゴムバンド
数十センチの長さだから、力はほぼ完全に中心まで伝わる。
では、ゴムバンドが、太陽地球間の長さであったらどうだろう。引っ張る力は、真ん中までスムーズに伝わるだろうか。伝わるとして時間はどれくらいかかるだろうか。光速で伝わるとしても、真ん中までほぼ４分かかる。これは、地震のＰ波のように伝わっていくのだろうか。そうとしたら、光速どころか、普通の速度で伝わっていくから、かなりの時間がかかりそうだ。
では、銀河系の長さではどうだろうか。半径５万光年である。真ん中まで伝わるには、光速でも５万年かかる。Ｐ波の速度ならどれくらいかかるだろうか。
では、半径１００億光年（今１００億光年先の銀河も見つかっているということだから、どの方向にも１００億光年の距離があると考えられる）のこの宇宙ではどうだろう。真ん中まで伝わるには、光速でも１００億年かかる。Ｐ波ならとても、インフレーションビッグバン説に言う宇宙誕生から１３８億年では伝わりきれない。
結論
実際のゴムバンドの伸びは、ぜいぜい数メートルの長さまでしかうまく伝わらないといえる。
ゴムバンドの比喩は数メートルの範囲なら通用するが、大きな世界では通用しない。まして、宇宙の大きさにはとても通用しないといえる。
Ⅱ 問題２
ハッブルの法則とゴムバンド
ゴムバンドの比喩について｛以上のように「宇宙が膨張している」と考えれば、遠くの銀河ほど速く遠ざかるというハッブルの法則をうまく説明できるため，科学者たちは「宇宙は膨張しているはずだ」と考えるようになったのです。｝とある。
・ ゴムバンド
遠いほど速く遠ざかる。
・ 宇宙空間
遠い銀河ほど、赤方偏移が大きいという観測事実。
この二つを結びつけて、宇宙は膨張しているということになった。
そうだろうか。
「遠いほど速く遠ざかる」と、「遠い銀河ほど赤方偏移している」は同じことだろうか。
考察
「遠いほど速く遠ざかる」と、「遠い銀河ほど赤方偏移している」は同じことではない。
赤方偏移は後退速度で生じる、というドプラー効果の現象は実証されている。しかし、この本では銀河の赤方偏移は、ドプラー効果ではないと述べている。
銀河の赤方偏移は空間膨張のために光が引き延ばされたためと述べている。
｛遠くの銀河ほど速く遠ざかるというハッブルの法則をうまく説明できるため，｝という考えは、ドプラー効果の考え方である。この本では否定している考え方なのになぜ、取り上げられているのだろうか。
では、この本で述べている、赤方偏移の説明、空間膨張で光が引き延ばされるという考え方で、銀河は遠ざかることができるのだろうか。を考えてみる。
（１）空間膨張
これは、何一つ分かっていない。
空間とは何か。膨張するのだから、構造があるはずだがそれについてはなにもわかっていない。そもそも、構造があるのかないのかさえ分かっていない。空間が膨張するには空間の、何が、どのように変化するか、膨張にエネルギーはいるのか、いるとしたらどのようなエネルギーか、という肝心なことが何一つ分かっていない。
今のところ観測によって、空間そのものについて発見されたものはない。実験でも空間の構造や空間そのものについて分かったことは何一つない。
それなのに、空間が膨張するといっている。科学的根拠はなにもないし理論もないし膨張が直接観測されたこともないのである。
ないないづくしである。あるのは遠い銀河ほど赤方偏移しているということだけである。
もちろん、遠い銀河ほど赤方偏移しているということが宇宙空間の膨張によるという科学的証拠は一つもない。ゴムバンドや、ドプラー効果（銀河の赤方偏移とは関係ないといっているにもかかわらずビッグバン宇宙論者は必ず持ち出す）からの希望的推測だけである。（ゴムバンドの比喩は、科学ではないことは上述。）
これでは科学として仮説にもならないといえる。まして、宇宙は膨張していると断言できる証拠ではない。
次に、銀河の赤方偏移は空間膨張の証拠になるかについて考えてみる。
Ⅲ 問題３
銀河の赤方偏移は、空間膨張の証拠になるか
１ 問題１
この本による赤方偏移の原因の二つの理由
① ドプラー効果
｛遠ざかる銀河からの光は，波長がのびる｝｛波長ののびが大きいほど，より速く遠ざかっていることを意味しています。｝
このことから、遠い銀河の光ほど赤方偏移している観測から、遠い銀河ほど速い速度で遠ざかっている、ということになり、宇宙が膨張しているという結論になったと説明がある。
② 空間膨張
｛膨張する宇宙でより本質的なのは，銀河の後退速度ではなく，銀河どうしの間の距離（空間）が伸びていくことなのです｝
遠くの銀河の光の波長が伸びるのは、｛厳密にいえば，これはドプラー効果の結果ではありません。｝
２ 考察１
この本では最初に、銀河が後退しているからドプラー効果によって銀河の光が赤方偏移していると説明してある。そして、銀河が後退しているから、空間も膨張しているという説明だ。
その次に、ドプラー効果は間違いで、本当は、空間膨張によって銀河の光は赤方偏移していると書いてある。
おかしな説明である。なぜ、間違いであるといっている、ドプラー効果を最初に、何ページにも渡りしっかり説明する必要があるのだろうか、という疑問が出る。ゴムバンドの伸びも、｛遠くになるほど速く遠ざかって見える｝とドプラー効果の延長上にある。ドプラー効果は間違いなのだからそれを元にしてはならないはずだ。
ところが、多くのビッグバン論の本には必ず、この間違いのドプラー効果が載っている。載せる必要があるからだ。
その必要性について考えてみる。
（１）証明
ドプラー効果による光の赤方偏移は証明されている。しかし、空間膨張によって光が赤方偏移する現象は実証されていない。せいぜい仮説どまりである。
（２） 銀河の赤方偏移の原因はドプラー効果という説明
銀河の赤方偏移は後退速度のためのドプラー効果により生じている。銀河が後退しているといえる。銀河が後退しているのは空間が膨張しているためと考えられる。空間が膨張している。となる。
・ （銀河の赤方偏移）→（銀河の後退速度のため）→（（銀河の赤方偏移は距離に比例している）→（ハッブルの法則）→（空間膨張だとうまく説明できる）→（宇宙空間は膨張している）
このように、銀河の赤方偏移の原因が銀河の後退速度のために起こっているとすると、宇宙空間が膨張していると、うまく説明できる。
ハッブルの法則はｖ＝Ｈｏ×ｄであるとある。この本では、この“ｖ”は、後退速度だと書いてある。銀河が後退していないと、ハッブルの法則が出てこないのである。空間が光を引き延ばすというときは、“ｖ”は後退速度ではなくなる。
このように、宇宙の膨張を説明するためには後退速度によるドプラー効果が必要なのである。だから、間違いであるといいながらいつも必ず出てくるのだろう。だが、間違いで説明したら間違いしか出てこない。裁判で間違った証拠で、犯罪を決めてはならないように、科学も間違った証拠で現象を説明してはならないはずだ。
（３） 銀河の赤方偏移の原因は空間膨張だとする説明
空間が膨張しているから銀河の光は赤方偏移しているという理由からは二つの状態が想定できる。
① 空間膨張と共に銀河も後退している。
② 空間は膨張しているが、銀河は後退していない。
この二つともに銀河の光は赤方偏移する。
｛膨張する宇宙でより本質的なのは，銀河の後退速度ではなく，銀河どうしの間の距離（空間）が伸びていくことなのです｝と①しかないように書いてあるが。空間膨張だけで、銀河間の距離が伸びなくても赤方偏移は起こるはずだ。
この本でも、｛銀河Ａが光を発した瞬間，天の川銀河から見て銀河Ａは動いていなかったとしましょう。｝という条件でも、その後、銀河間の空間が膨張したら｛ドプラー効果で考えると，この場合，光の波長は伸びないはずですが，実際は空間が膨張した分だけ，光の波長は伸びることになります。｝と述べている。
この本では、その後、間の空間が膨張したら、銀河も後退すると述べているが、空間が膨張したら、銀河が後退するという根拠は示されていない。太陽系や銀河系や銀河系とアンドロメダ銀河のように空間は膨張しているはずなのに、星や銀河間は離れない場合も存在する。
このような例は遠い宇宙でも衝突銀河として多数観測されている。また、局部銀河団に所属する銀河の間は重力で結びついているので膨張していないという意見もある。銀河団でさえそれに所属する銀河は重力で結びついているので、その内部の銀河どうしは空間膨張があっても離れないという考えもある。銀河団が、それを包む大きなハローに包まれていることから、銀河団の結びつきはしっかりしていると考えられているからだ。
このことから考えると、ハッブルの観測した銀河は、天の川銀河と同じ銀河団に所属する銀河だから、離れていかないと考えられる。離れていないのに赤方偏移している。これはこの本では、空間膨張によって光が引き延ばされたことによるという例になるのだろう。
ということは、銀河の赤方偏移が、そのまま、銀河が離れて行くということの証拠にはならないということを示している。
また、実際に観測されているのは、銀河どうしは離れていないという事例だ。空間膨張によって銀河どうしが離れているということが実測されたことはない。
このように、銀河の赤方偏移が、空間の膨張によって光が引き延ばされるとすると、銀河間の距離が伸びなくても赤方偏移は起こるということになる。
したがって②の場合も十分に想定できる。観測事例からはこちらの方が可能性は大きいといえる。
すると、②の銀河も銀河団も後退していない場合は、すべての銀河や、銀河団は、過去にさかのぼっても、収縮しないことになる。すると、すべての物質が１点から生じて膨張したというビッグバンが成立しない。空間だけが１点から始まり膨張したが、銀河や銀河団は、昔から今見えるままである。これではビッグバン説が破綻する。
最初から、銀河の赤方偏移の原因は空間膨張のために起こっているとすると、うまく説明できなくなるし、先に書いたハッブルの法則の必要性からも、最初に、ドプラー効果を持ち出して、銀河も後退していると説明しているのである。
結論１
間違いと言っていながら、ビッグバン説では必ずドプラー効果の説明が出てくるのはこのためである。間違っているといっていながら、銀河の後退速度による赤方偏移を持ち出さなければビッグバン説は成立しないのである。
間違いを根底にしなければ成り立たないのがビッグバン論である。ビッグバン論を支える重要な柱の一つは、「間違い」、である。もうひとつの柱は、「謎」である。
（４）空間膨張と赤方偏移
空間膨張によって、光が引き延ばされたために赤方偏移が起こったとする考えにはおかしなところがある。宇宙空間は３次元で膨張していることになっている。縦横、高さだ。もちろん斜めもある。
ところが、ビッグバン論の光は、空間膨張で縦（進行方向）方向にしか膨張していない。横や高さ方向に膨張していない。その理由も述べられていない。もちろん取り上げもしていない。説明できないからだろう。
もし光が高さ方向に伸びたら、波長が大きくなることになる。これは光の明るさが大きくなってしまうことを示す。それでは、遠い銀河ほど明るくなってしまい、観測事実と合わなくなってしまう。だから高さ方向には膨張させないのだろう。しかし、空間が高さ方向にも膨張しているのなら、光も、高さ方向に伸びるはずだ。科学なのだから、自分たちの都合のいい方向にだけ勝手に伸びさせてはだめのはずだ。
高さ方向に伸びると、光のエネルギーが大きくなり、エネルギー不変則に反するからだめだという考えもある。
では、光が縦方向にのびて赤方偏移している、はエネルギー不変則に反していないのだろうか。光が赤方偏移しているということは、光のエネルギーが減じているということだ。やはり、エネルギー不変則に反している。エネルギーが減じるのはいいが、増えるのはだめだという法則は今のところない。
Ⅳ 問題４
銀河の赤方偏移のその他の原因
宇宙空間に漂う物質に光が当たってエネルギーを減じたため。
考察
① 光が物質に衝突してエネルギーを減じる（赤方偏移）
たとえば部屋で電気を消す。すると、瞬時に暗くなる。これは光が壁などに当たって、壁の電子を揺り動かすなどして、エネルギーを奪われ、赤方偏移し、赤外線になりマイクロ波になるために暗くなる現象だ。このとき光のエネルギーは壁の熱を上げる。（エネルギー不変則を満たしている）
（光は３０万ｋｍ／Ｓだから３ｍの部屋だと１秒で１千万回壁に衝突する。瞬時にエネルギーが減少し、暗く（赤方偏移）なる）
② 宇宙には塵があるのは観測されている。
③ 星や銀河の光が、塵に当たっているのは観測されている。
銀河の光のスペクトルに、暗線が入っている。これは光が、原子や分子に衝突した、痕跡である。
④ 遠い銀河ほど赤方偏移する。
宇宙空間の塵の量は光が通過する距離に比例して増えるから、距離に比例して銀河の光が赤方偏移する。
結論
以上のことから、銀河の光が赤方偏移する原因は、宇宙空間の塵やガスに銀河の光が衝突して赤方偏移する、とすると、遠い銀河ほど赤方偏移するという現象が、今分かっている物理学ですべて過不足なく説明できる。
一方、赤方偏移を空間膨張によるとすると、空間とは何か、空間膨張の仕組み、そのエネルギーは、空間膨張がどのような仕組みで光を膨張させるのかなど、今の物理学ではすべてがわからないことで構成されている（今の物理学で説明できるものは一つもない）のと比べると、大きな違いがある。
この、銀河の赤方偏移は宇宙の塵に光が衝突してエネルギーを下げる、という考えをインフレーションビッグバン論者が取り上げないのは、科学的にこの考えを否定できないからではないのだろうか。