重力レンズの証拠とその検証1
著者 高田敞
A  重力レンズといわれているものの例
 1919年、エディントンという人が見つけたのが最初です。皆既日食のとき、太陽のそばの星の位置が本来あるべき位置よりずれていたというのです。このことから重力によって光が曲がるというアインシュタイン氏の相対論が実証されたということです。といっても、単純に引力で光がひきつけられたのではなく、重力で空間というものが曲がって、その結果光はまっすぐ進んでいるのに曲がって見えるということなんだそうです。証明されたのは、光が曲がったことではなく、アインシュタイン氏が予言した、空間というものが存在し、かつ重力で曲がるということだそうです。
 この実験は、かなり誤差があったようですが、その後、銀河団による星座のゆがみ(アインシュタインリングとかアインシュタインの十字架とかいろいろ)が発見されて、アインシュタイン氏の予言した重力レンズ(重力によって空間が曲がり、レンズと同じような働きをする空間のこと。)は本当にあることが確認されたことになっています。鯨座エイベル370銀河団とか、みずがめ座2242−02銀河団とか、かなりの数の重力レンズといわれているものが発見されています。今後もきっと発見されていくことでしょう。
B  本当にそれって重力レンズ?(検証の1)
{光って曲がりやすい!}
a  光は子供でも曲げられる
 子供のころ、虫眼鏡で紙を燃やして遊んだ経験を誰も持っていると思います。光がレンズで曲がって1点に集まるからこげると習ったと思います。学校で煙箱の実験で光の道筋を見た覚えがあります。光は曲がっていました。
 同じように、鏡で光を反射させて人をまぶしがらせたりしたこともありませんか。
 そうなんですよ、なにも、大それた重力など持ち出さなくっても、光は子供でも曲げられるんです。
b  プラスチックのレンズでもリングはできる
 ハーバードスミソニアン天体物理学センターのシャビロ所長という人が特殊なレンズで、アインシュタインリングと同じものを作ったと本にあります。プラスチックで作ったレンズで、中央が丸く盛り上がった形をしているということです。何のことはない、渦巻銀河の透明な模型みたいなものです。渦巻銀河も、赤外線などで見ると、腕は消えてのっぺりと見えるそうです。解像度が悪いのではなく、もともと渦巻銀河の温度の低い部分はそういうものだそうです。 
 このレンズの角度を少しずつ変えると、像がリングになったり、二つになったり三つになったりするそうです。今発見されている重力レンズの像と同じだそうです。
 重力レンズの像と同じものは、プラスチックのレンズでもできるということです。
c  身近な自然でも、普通に光は曲がっている
 陽炎や逃げ水は誰もが見たことがある現象です。蜃気楼となると、テレビや写真でしか見たことのない人がほとんどになるけど、(私もその一人です。)これも、よくある自然現象らしいです。太陽が沈むとき、形が曲がったり、四角になったり、二つになったりしている写真もよく見かけます。
 実際に見ていても気がつかないのが、水平線だそうです。地球の曲がりから計算された水平線までの距離より、実際に見える水平線は遠いそうです。これも、実際は見えないはずの水平線が空気の屈折作用で、浮かび上がって見えるためだそうです。
 これらはみんな、空気のいたずらです。空気の密度に濃淡があるとそこで光が曲げられて、景色がゆがむ現象です。
 光は空気でも曲げられます。自然現象でです。
d  光は水でもほかのものでもすぐ曲がります
 水玉に朝日が当たってきらりと光ったり、空に虹ができたり、泳いでいる魚は大きかったり、水溜りに景色が写ったり、水でも光はいくらでも曲がります。そもそも景色が見えるのは、物に光が当たって反射しているからです。
e  結論

 こんなこと誰でも知っている当たり前のことです。あえて言うほどのことではありません。しかし、なぜか相対論の重力レンズではこれが完全に無視されるのです。・・・・・・。

03年11月30日 並刻記

  太陽の引力で光は曲がったのか?
  重力レンズのはてな!の序
  宇宙考目次