やさしい物理講座ⅴ101「重力レンズの正体は光と透過物質（宇宙空間ガス）の屈折である」

　「重力レンズ」現象を、重力により光が曲げられるという一般相対性理論を証明する現象として使われている。しかし、短絡的な立証であると言わざるを得ない。量子力学的に言ってもあり得ない。未だに、力の統一理論が完成していない理由は「重力と電磁力」は別物であると認識されている。重力に作用する物質や素粒子には質量のあるものに作用する。電磁波の光子（素粒子）には質量の無いとされる所以である。
量子力学では光の2重性を「光は空間を波（電磁波）として伝わり、物質によって放出・吸収されるときは粒子として振る舞う」と表現される。そして、地球上で、光の屈折の現象を我々は目撃している。
今回は光が作り出す天体における「重力レンズ」を再検証してみる。

　　　　　皇紀2684年7月8日
　　　　　さいたま市桜区
　　　　　理論物理研究者　田村　司

結論から述べる。

　「重力レンズ」現象は「重力」により光が曲げられるではなく、光と宇宙空間ガスが作り出す「屈折現象」である。
その根拠を次に述べる。
その前に次の若き研究者（将来の偉大な研究者の卵）を紹介し、エールを贈りたい。
大阪府立大手前高等学校：「スーパーサイエンスハイスクール」指定校の研究論文を紹介するので高校生と侮るなかれ！
ノーベル賞受賞の物理学のアインシュタイン氏の相対性理論を覆すほどの内容を秘めた研究であると称賛したい。

大阪府立大手前高等学校：「スーパーサイエンスハイスクール」指定校の研究論文を掲載する。

　高校生の執筆した論文を掲載する。全文を確認したい方はURLから索引を乞う。

・・・研究論文、蜃気楼・・・

蜃気楼、気体の密度による屈折率
2014S32.pdf (otemae-hs.ed.jp)より抜粋

　　　家田涼平 佐々木太一 白浜真 辻部壮真 湯浅貴道

１．緒言
私たちは、蜃気楼が発生する条件に興味を持った。蜃気楼とは光の屈折によって物体の見かけの位置 が変化する現象である。そこで光の屈折のメカニズムを解明し、蜃気楼の発生について研究することにし た。屈折率は光が通過する物質の密度に関係すると考えて実験を行った。まず、水溶液の屈折について 研究をした。次に空気の圧力や温度が変わると密度が変わることから、圧力と屈折率、温度と屈折率との 関係を研究した。

考察　
我々はまず、液体を用いた実験から始めた。そして、液体の密度を大きくすると、屈折率は大きくなること が分かった。次に、気体の屈折率もまた、密度との相関関係があると考え、気体の実験に移った。まず、 圧力を変えて実験を行ったが、圧力の変化による屈折率の変化を正確に測定することはできなかった。こ の原因としてペットボトルの膨張の影響を除き切れていなかったことが原因と考えられる。そこで、温度を 変えて実験してみることにした。この実験より、温度の変化によって屈折率が変化することが分かった。し かし光は上にずれたところと下にずれたところが混在しており、この原因は高温の層が一様ではなく温度 にむらがあったからだと考えられる。

５．結論 　
水溶液の密度と屈折率の関係を調べた実験では、密度が大きくなると屈折率も大きくなるという関係が分 かった。この結果をもとに気体でも同じ関係が成り立つという仮説を立てて実験を行った。圧力を変化さ せて密度を変える実験では圧力を上げると屈折率も大きくなったもののこれは誤差が大きく信頼できる値 ではなかったため、次に温度を変化させて密度を変える実験を行った。この実験により高温の空気層を 通った光は屈折し光の到達点がずれることが確かめられた。今後の課題は圧力の実験においてペットボ トルの膨張の影響をより小さくすることと、温度の実験において高温の空気層のむらをなくすことである。以上抜粋したので詳細はURLから。

・・・・・・・・・・・

　著者より謝辞
家田涼平 佐々木太一 白浜真 辻部壮真 湯浅貴道の皆さんにこの場を借りてお礼を申し上げる。益々の活躍を期待している。

重力レンズと言われるものの正体

これは、前述したような地球上で観測、実験されて実証済みの事実の積み重ねで推論した仮説ではあるが、「重力レンズ」と言われる現象や、「皆既日食観測」に見られた現象は、重力が光を曲げたのではなく、光と物質の特性である「屈折」が作り出した宇宙の大規模な天体の「屈折」現象であると断言できるのである。

これは　銀河系の水素ガス分布が重力作用でガス濃度を作り出し、結果、屈折率の違いから創りだした芸術である。重力が光を曲げたのではない。

「重力は空間を歪める」という弁明は根拠喪失

質量0の光が重力の影響を受けないことがバレると次に屁理屈として論じられたのが、重力は「空間を曲げる」から直進する光も曲がるとの主張もされた。このように一般相対性理論は、支離滅裂な迷走し出した理論となり、「時間の概念」まで捻じ曲げて、「重力は時間を遅らせる」「運動する物体は時間が遅く進む」など「時空」というあり得ない概念を「ローレンツ変換式」や「ミンコフスキー空間」で実際の物理現象とは離れて、数学遊戯を使い、物理学者を煙に巻いたのである。

前述したように、重力により曲がることもなく本来は光は直進すべきものが、宇宙空間ガスの密度が作り出す光の屈折により曲がるのであるから、重力により空間が曲がることの根拠も喪失したものとなる。

次に太陽の重力で光が曲げられるという現象を検証する

皆既日食観測時に起こった現象と相互作用

太陽の重力に引き寄せられているガスの濃度は中心から遠ざかるに従い重力が弱くなり、濃度が薄くなる、濃度の濃い方向に屈折する。

太陽の大気組成はほとんどが、表面が、水素70％ヘリウム28％　であり、　中心部分は、水素35％ヘリウム63％とされている。

光球面の上には大量のガスとプラズマがある。多くの場合、光球面という言葉は太陽の表面という意味。光球面は地球に必要な可視光を放出するが、そのほかに紫外線も放出している。太陽の中心に行くほど太陽を取り巻く気体（水素70％ヘリウム28％　）の密度が増す。密度は増すほど屈折率が大きくなる。当然太陽から離れると気体密度は減り、屈折率も小さくなる。

光（素粒子・電磁波）に太陽の重力が直接的に影響したのではなく、太陽の重力の影響による質量のある気体（水素70％ヘリウム28％　）の密度が増して、それが屈折率を増加させて、光は通常の物理現象の屈折で曲がったのであると推測される。「重力が光を曲げた」のではなく、「重力が質量のある気体の密度に変化を起こし、それが屈折率にという現象を起こし、屈折した」というのがリーズナブルであろう。一般相対性理論へ直ぐに結論を求めず、あらゆる角度から原因を追究すべきであろう。

　なお、太陽の中心部は光球面でその周りには水素70％ヘリウム28％　が存在する。恒星の光と太陽の光が交差しても恒星の光は光同士は影響を受けない。これについては次回解説する。乞うご期待！

参考文献・参考資料

やさしい物理講座ｖ12「三日月が輝く晩に太陽からの光に邪魔されず、星の輝きが見える訳」｜tsukasa_tamura (note.com)

やさしい物理講座ｖ38「大阪府立大手前高校生の研究論文『蜃気楼』：吾輩の査読は評点A（優良）です。」｜tsukasa_tamura (note.com)

光の屈折 ～ 光はなぜ曲がるの？光の入場行進 | ひげおじさんの「おうち実験」ラボ (higeojisan-lab.com)

屈折率 - Wikipedia

蜃気楼、気体の密度による屈折率
2014S32.pdf (otemae-hs.ed.jp)

大阪府立大手前高等学校 – 本校は創立130年を越えた歴史ある高校です。平成20年、文部科学省により「スーパーサイエンスハイスクール」に指定されました。 (otemae-hs.ed.jp)

矢沢サイエンスオフィス編集　『最新　宇宙論』学研　1989.6.1　第4刷発行

やさしい物理講座ｖ31「ブラックホールが宇宙空間ガス物質で作り出す現象の光の屈折」｜tsukasa_tamura｜note

やさしい物理講座ｖ25「数学者も解けない物理学における三体問題と摂動の解（怪）」｜tsukasa_tamura｜note

やさしい物理講座ｖ16「光粒子（素粒子：電磁波）と物質の相互作用」｜tsukasa_tamura｜note

やさしい物理講座ｖ23「運動している物質中の光の振る舞い」｜tsukasa_tamura｜note

素粒子表 (japanknowledge.com)

阪上孝・後藤武　編著　『はかる科学』中公新書　2007.10.25発行
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小暮　陽三　著『物理のしくみ』日本実業出版社　1994.10.15　8刷発行
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後藤学著『相対性理論のどこがおかしいか』ｐ324～326「相対論はやはり間違っていた」徳間書店　1995.5.10　
巻末資料２ A・Einstein　『　E=Mc²に関する論文　』ｐ18～20

伊藤幸夫・寒川陽美著『単位の基本と仕組み　国際単位系（SI)』秀和システム　2004.8.10　第一版1刷　p62～、p104

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ジム・アル・カリーリ著　林田陽子訳『見て楽しむ量子物理学の世界』日経BP社　2008.9.29　1版1刷

山本耕造著『宇宙線と素粒子の本』日刊工業新聞社　2018.1.18　初版1刷　p132～133

梶田隆章著『ニュートリノで探る宇宙と素粒子』平凡社　2015.11.20　初版第1刷

竹内　淳著『高校数学で分るマックスウェル方程式』講談社2003.6.27第2刷発行
p200～209　学会、言論の自由、発想の自由、科学の役割

平野功著　『原子・光・磁気の解析　－その成り立ちと発展の軌跡ー』技報堂出版2004.3.30　1版1刷発行

窪田登司著　『アインシュタインの相対性理論は間違っていた』徳間書店　1993.10.31　p212　　

木幡赳夫他8名著　『最新　アインシュタイン論』学研　1989.12．1

安東正樹著　『重力波とは何か』　講談社　2016.9.14　1刷発行　　

高橋真理子著　『重力波　発見！』　新潮社　2017.9.20　p168　　　

大槻義彦・大場一郎著『物理学事典』　講談社　　　　　　p326　

円山重直著　『光エネルギ工学』養賢堂　2004.4.30　1版発行　p172、ｐ178

竹内淳著　『光とレンズ』講談社　2016.5.20　第1刷発行　p156～157

山本義隆著　『幾何光学の正準理論』数学書房　2014.0.1　1版1刷　p27、p30、p35

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E5%AD%90

・ニュートン別冊
『時間とは何か』　㈱ニュートンプレス　2016．7.．25　発行増補第三版

・松浦壮著　『時間とは何だろう』　㈱講談社　2017.12.5第三刷発行
　ｐ94～96文章抜粋
　絶対時間から相対時間へ
「さて新しい原理を持ち込んで理論を構築するのはもちろん自由ですが、それが正しいかは別問題です。アインシュタインが導入した原理は本当に正しいでしょうか？こういう場面で登場するのが実験の精神です。新しい原理が導入されたことで予言される現象が現実に起きるかどうかが判定材料になります。
・・・時間とは時計で測定するものとして「光時計」を考える。・・・思考実験

・原康夫著　『量子力学』　岩波書店　1994.6.6　第一刷発行　p3（光の二重性）、
ｐ４文章抜粋「このように光は波動性と粒子性の両方の性質を示す。とりあえず光の二重性を『光は空間を波として伝わり、物質によって放出・吸収されたとき粒子として振舞う。』
ｐ5文章抜粋『１９０５年にアインシュタインは振動数νの光（一般に電磁波）はエネルギーＥ＝ｈνを持つ粒子（光子）の流れだと光電効果を説明した。』

・チャールズ・H・ホランド著　手嶋英志訳　『時間とは何か』　青土社　2002.12．20　第1刷発行　p188

・平野功著　『原子・光・磁気の解析』　技報堂出版　2004..3.30　第1版1刷

・円山重直著　『光エネルギー工学』　養賢堂　2004.4.30　
p6文章引用「光とは狭義には可視光を意味するが、一般的には電磁波又は光子「フォトン」と同義である。物質中の電荷が変動することによって電磁波が発生し空間を伝播する。
p62、電磁波の伝播、マックスウェルの方程式

・後藤憲一、小野廣明、小島彬、土井勝　著　『基礎物理学　第二版』　共立出版　2004.4.15　第二版1刷
p159　　　Ⅰ　特殊相対性原理
　　「すべての慣性系は同資格でどのような物理法則もすべての慣性系と同じ形である。」
　　　　　Ⅱ速度不変の原理
　　「真空中を光が伝わる速さは光源の動く速さや方向に無関係に、どのような慣性系から見ても同じ値（ｃ）である。」

・山田克哉著　『光と電気のからくり』　講談社　2003.6.27　　ｐ１３９、ｐ１４８

・福田京平著　『光学機器が一番わかる』　技術評論社　2010.5.5　初版1刷発行

・石川健三著　『場の量子力学』　培風館　2006.7.20　初版発行

・佐藤勝彦著　『量子論』　ナツメ社　1999.2.10　発行

・山崎昇　監訳　『見える数学の世界』　大竹出版　2000.12.11　第一版発行
p295　ピタゴラスの定理

・岡部恒治、有田八州穂、今野和浩著　『文科系学生のための数学教室』　有斐閣アルマ　　p34　三平方の定理（ピタゴラスの定理）

・吉田伸夫著　『素粒子論はなぜわかりにくいのか。場の考えを理解する』　技術評論社　2014.1.10　初版第1刷発行
要約（　p10～31から引用）
１、素粒子（含む光子）は粒子ではなく「場」の概念を適用する。。
２、「場」の概念を適用とは
「場」とはいたるところに存在し、あらゆる物理現象の担い手となるものである。
空間と一体化し、空間に対して移動できないことが「場」の特徴である。
時間とともに変化する物理現象では原子のような実体が空っぽの空間の中を動き回るのではなく、「場」の値が変化することで動きをもたらしている。

・山崎正之、若木守明、陳軍　共著　『波動光学入門』　実数出版　2004.4.20　第1刷発行

・『キップソン博士が語る時空旅行
相対性理論とタイムトラベル』　ニュートンプレス　2012.6.15　発行

・『アインシュタイン　物理学を変えた発想』　ニュートンプレス　　2009.3.10　発行
p30、止まっている光時計
p45、運動している光時計　

・『時間の謎』　ニュートンプレス　2018．　8月号

・平井正則監修　三品隆司編者
『アインシュタインの世界　天才物理学者に関する６０の疑問』　ＰＨＰ研究所　1996.10.22　第一版7刷発行　　
　ｐ61～62　特殊相対性理論
　ｐ62～63　絶対時間と相対時間　「時間」と「空間」

・桑原守二・三木茂監修『図解雑学　電気・電子のしくみ』　ナツメ社　1997.7.20
ｐ162さまざまな電磁波　ｐ165マックスウェルの方程式

・小暮陽三著　『物理のしくみ』　日本実業出版社　1994.10.15　第８刷発行
ｐ38光の粒子説と波動説、ｐ42光と電磁波、ｐ125エーテルと光速度の測定
ｐ126同時刻とは　ｐ128時間の遅れ

・小沼通二著　『現代物理学』　放送大学　1997.3.20　改訂版第1刷　ｐ28相対性理論

・阿部龍蔵・川村清著『量子力学』　放送大学　1997.3.20　改訂版第1刷　ｐ18波と粒子の2重性

・藤井保憲著　『相対論』放送大学　1995.3.20　第１刷　ｐ27　時間のおくれ

・阿部龍蔵著　『光と電磁場』　放送大学　1992.3.20　第1刷　ｐ36　光の放出と吸収

・田村　司著　『運動する媒質中の光速度についての考察』放送大学卒業研究論文

https://note.com/tsukasa0415/n/n4cde602b3c7b

・窪田登司・早坂秀雄・後藤学・馬場駿羣・森野正春・・竹内薫・日高守・石井均
『アインシュタイン理性を捨てさせた魔力「相対論」はやはり間違っていた』
徳間書店　　1995.5.10　第２刷
後藤学「相対性理論のどこがおかしいか」ｐ234　文章抜粋「結論的には、特殊相対性理論にはそのベースになっている仮説に疑問があることを指摘しています。その疑問は相対論の全体を完全に破壊させかなない類のものです。」
日高守著「相対論を打ち砕くシルバーハンマー」p155　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　巻末資料２　Ａ ・Einstein　著『E＝ｍｃ²に関する論文』　　　　　　　［Ａ3］質量とエネルギーの等価性の初等的証明　　　　　　　　　Elementary derivation of the equivalence of mass and energy.　　Technical Journal .vol. 5 (1946), pp.16~17