やさしい物理講座ⅴ73「宇宙は膨張していない。赤方偏移は素粒子『光子』の減衰が正しい」
屋上屋で出来た理論が「ビックバン理論」であると断言できる。理論の出発点から錯誤の理論（仮説で仮説を説明）で始まっている。平井正則監修「アインシュタインの世界」の著書によると彼は当時、教授などの物理学会の権威を嫌っていたようである。しかし、今や物理学会の権威に祭り上げられていて、彼の「相対性理論」がその教授たちにより、権威に祭り上げられていることは皮肉である。もし、吾輩が同時代に議論を戦わせることができたなら、論破できること間違いなし。死人に鞭打つことをしたくないので、今の権威者に議論をぶつける次第である。呵々。
今回は、また「宇宙論」の掲載報道記事を見つけたので、紹介する。吾輩の主張と対比して、自分で検証をお願いしたい。色々な文献を読むとアインシュタインは「要請」という言葉を使っているがこれは「仮説」を意味する。その「仮説」が真実のように独り歩きして「仮説」が「定説」のように扱われて、「仮説」で「仮説」を証明したような結論の論評が見られる。言葉のマジックに騙されないように自分の頭で考えて欲しいものである。
皇紀2684年6月2日
さいたま市桜区
理論物理研究者 田村 司
はじめに（吾輩の主張）
以前掲載したブログの骨子
１、光は質量０である。故に質量０である素粒子「光子」には重力が働かない。そして、素粒子「光子」に慣性力を働かせることもできない。つまり、光に慣性力を働かせて加速度（ｃ＋ｖ）にはできない。
故に、ブラックホールという重力の塊に質量０の素粒子「光子」が閉じ込められることはない。そして、一般相対性理論の主張する重力で光の方向が曲げられるということも起こらない。また、運動する物体が速度が速くなると質量が増すというのも嘘である。それは、アインシュタインが質量「０」の光子に慣性力を働かせた思考実験の錯誤によるのが有名な一般相対性理論の矛盾の結果である。この矛盾に気が付かない権威のある物理学者がほとんどである。
音などは振動（波）が媒体（空気など）により伝播する。
そこで同様に、光の伝播に必要な媒体「エーテル」の存在を仮定して、それを証明する為に、マイケルソン＝モーリーの実験、マイケルソン＝ゲールの実験などが実施された。
その結果、「エーテル」の否定になり、光は電磁波の一部であることがマックスウェルの方程式で証明された。
しかし、電磁波の理論だけでは説明できない現象があり、ここで、アインシュタインの光電子効果（E＝ｈν）が証明され、光は電磁波と粒子の2重性の存在が証明された。これが通説となっている。
「光時計」の前提は光を「粒子」として捉えて、その「粒子」の運動（伝播）により「時間」刻むものとして、思考実験をしている。
アインシュタインの思考実験
1、 「光時計」は右にＶ１の速度で移動する
と想定・・・B
２、 「光時計」の上まで「光粒子」が移動
するものと想定
（静止しているときの条件）・・・A
３、 光粒子は軌跡上を、「ⅽ」の速度移動
する・・・C
ピタゴラスの定理 A²＋B²＝C²
光速度不変の原理を当てはめると
時間の遅れ（time dilation) が生じる
と主張。
運動する電車内でボールを真上に上げた運動は電車内での運動（慣性系１）は上下運動をするが、線路を走る電車の中のボールを見ると放物線を描くこと（慣性系２）が良く知られている。
さて、アインシュタインの思考実験の問題は点は？
⑴、「光粒子」には前述のような、慣性力が働くか否か？
⑵、「光時計」のように「光粒子」は動くのか？
この解答は、光粒子には質量がないから慣性力が働かない。「光粒子」は「光時計」のような運動（慣性力）の影響を受けない。
近年の量子力学や素粒子論、光エネルギー学に従うと「光は粒子として伝播しない。光は伝播するときは電磁波として伝播する。」と結論付けられている。そして、思考実験のような実験は成り立たないので、それにより導き出された「時間の遅れ（time dilation)」としての理論は成立しない。ローレンツ収縮などということは起こらない。
この光時計は長方形の下部が光源であり、この時計を右に速度ｖで移動させた場合、速度ｖにより「時間の遅れ」は起こらない。相対論の間違いが垣間見える瞬間である。
慣性力の働かない素粒子「光子」には当然、重力が働かないことが分る。そして、光が重力により曲げられるというのは間違いである。これに対する反論の天体観測（銀河の光が太陽の付近を通過して曲げられた）があるが、これは密度の違う物質を通過すると屈折することはよく知られている。太陽の周りには宇宙間物質が存在しており、その重力濃度による光の屈折を起こしたとの想像力を働かせると一般相対性理論の矛盾が分ると思うのである。
２，ハッブル氏の観測した銀河が赤方偏移しているという観測結果に対する原因・理由が余りにも短絡的結論（ビックバン理論・インフレーション理論・宇宙膨張論）である。
それは、「天動説と地動説」で天文・物理学者は大失敗しているのである。短絡的に赤方偏移を光源の移動と捉えて、宇宙は観測者（地球）から遠い銀河ほど早い速度で遠ざかっていると結論付けたのである。
しかし、吾輩は、光の二面性から、宇宙を旅して観測者（地球）に届く光を電磁波（波動）とは別の面の素粒子「光子」のエネルギーの塊であると捉えると、遠ければ遠いほど素粒子「光子」のエネルギーが失われていることが、すんなり、赤方偏移を解説できるのである。光量子説はアインシュタインの光電効果（E=hv）で証明されている。そして、光の二重性に関しては、「光は空間を波として伝わり（電磁波）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」（原康夫ｐ４）事はよく知られている。赤方偏移は粒子の側面から検討すると宇宙空間を通るときに、謎のダークマターによりエネルギーを喪失して「光の減衰」を起こしたと考えるのが妥当であろう。
３，素粒子「光子」のエネルギーの減衰させる物質や力は今のところ明確には判明していない。これが今後の研究課題である。
ただ、光の赤方偏移の観測結果を光源が観測者より遠ざかっていると結論付けるのは短絡的な結論である。もし、光源の運動によるドップラ効果が赤方偏移であるとするなら横ドップラ効果の現象などが観測されないのはなぜか。一律宇宙は遠ざかっているとか宇宙は膨張しているというのはやはり短絡的な結論であり、やはりお粗末な結論と言わざるを得ない。遠くから届く光は、素粒子「光子」のエネルギーがブラックマター（仮説）により徐々に消耗して光（電磁波）の振動数が減少し、波長が伸びるという赤方偏移現象が起きると考えるのが科学者らしい仮説であろう。そしてその仮説を実証するのがやはり科学者の責務であろう。高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所に期待するのはそのようなことである。
後述する「以前掲載したブログの紹介」欄のURLをご覧あれ。
報道記事の掲載
「宇宙は膨張している」となぜ言えるのか…数々の批判をくぐり抜け、定説となった「あまりにも型破りな理論」
2024.05.31
高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所
138億年前、点にも満たない極小のエネルギーの塊からこの宇宙は誕生した。そこから物質、地球、生命が生まれ、私たちの存在に至る。しかし、ふと冷静になって考えると、誰も見たことがない「宇宙の起源」をどのように解明するというのか、という疑問がわかないだろうか？
本連載では、第一線の研究者たちが基礎から最先端までを徹底的に解説した『宇宙と物質の起源』より、宇宙の大いなる謎解きにご案内しよう。
＊本記事は、高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所・編『宇宙と物質の起源 「見えない世界」を理解する』（ブルーバックス）を抜粋・再編集したものです。
ビッグバンの火の玉の膨張
われわれが住んでいる場所は特別であるとする、古代ギリシャ、プトレマイオスの「天動説」。それが、1543年に発表されたコペルニクスの「地動説」により否定され、われわれの地球は、太陽の周りを回る、ごくありふれた惑星であることが指摘されました。地動説がキリスト教会から警戒され、イタリアのガリレオ・ガリレイ博士が裁判にかけられながら「それでも地球は回っている」と言ったというエピソードは、あまりにも有名です。
ニュートン博士が万有引力の法則を発表するずっと前、1609年から1619年にかけて発表された「ケプラーの三大法則」でも、地球の軌道は円ではなく楕円であることが、詳細な観測により、すでにわかっていたというのですから驚きです。
1687年にニュートン博士の宇宙モデルが提唱されます。ニュートン博士が発見した有名な万有引力の法則は、リンゴの運動だけではなく、宇宙のあらゆる天体の運動にも適用され得る点で、宇宙中で使うことのできる普遍的な物理法則です。物体の運動は、座標空間における時間発展として記述されます。地球の軌道が楕円であることも、彼の運動方程式から理論的に導かれます。しかし、ニュートン博士の宇宙モデルは、空間とはただの入れ物（絶対空間）であり、時間とは空間と独立に過去から未来に流れるものだとしています。つまり、時間と空間は別物だったのです。
ところが、20世紀になり、アインシュタイン博士が提唱した相対性理論に基づく宇宙論では、事情がまったく異なります。1905年に発表された特殊相対性理論により、時間と空間が混ざり合うことが提唱されます。また、その後、1916年に提唱された一般相対性理論では、エネルギーが時間と空間を決めることを指摘しています。1917年には、宇宙はそのままでは重力でつぶれるので、「宇宙項」（宇宙定数、今日で言うダークエネルギー）を書き加えて（つまり仮定して）、反発力により安定にしなくてはならないことを提唱しました。
しかし、次に説明するアメリカのエドウィン・ハッブル博士らの観測による宇宙膨張発見後には、宇宙定数を導入するアイデアは人生最大の誤りだとして、後に取り下げました。1998年に宇宙の加速膨張が発見され、宇宙定数（もしくはダークエネルギー）の存在が検証されたことは、大変皮肉です。
宇宙が膨張している証拠とは…
宇宙が膨張していることは、光のドップラー効果を調べればわかります。相対性理論に現れる効果で、音のドップラー効果に似て、遠ざかる天体から出た光の波長が伸びるのです。このことから、遠方の銀河の後退速度が推定されます。
ハッブル博士が1929年に、またベルギーのジョルジュ・ルメートル博士が1927年にそれぞれ提唱した「ハッブル＝ルメートルの法則」とは、銀河が遠ざかる速度がその距離に比例する、というものでした。もちろん、事前に別の方法を用いてその銀河までの距離を正確に測っておく必要があります。この、「どの方向の銀河でも遠ざかっている」という証拠から、宇宙が膨張していることが明らかになったのです。
理論的には1922年にロシアのアレキサンドル・フリードマン博士が報告したように、アインシュタイン方程式の解として、宇宙定数があろうがなかろうが、宇宙が膨張することを導出しています。アインシュタイン方程式はテンソルと呼ばれる4行4列の特殊な性質をもつ行列に関する方程式です。
この宇宙を一様等方と仮定したときに、複雑なアインシュタイン方程式を簡単な形にした式は「フリードマン方程式」と呼ばれ、その宇宙膨張の解は「フリードマン解」と呼ばれます。フリードマン解では、宇宙の大きさは、火の玉の放射のエネルギーが大きな割合を占める宇宙では宇宙年齢の1/2乗、物質のエネルギーが大きな割合を占める宇宙では宇宙年齢の2/3乗に比例して大きくなります。
宇宙を「風船」にたとえて考えてみる
宇宙が時間とともに膨張するなら、時間を逆にたどれば、宇宙は小さかったことになります。そのような宇宙の様子を、一定の速度で膨張する風船に例えてみましょう。
私たちは、風船の中心にいると仮定します。風船の表面に銀河が張り付いているイメージです。私たちから見て、風船の膨張とともに、それぞれの銀河への距離は離れていきます。同時に、銀河同士の距離も遠ざかっていきます。膨らめば膨らむほど、移動距離も長くなり、離れるスピードも増していきます。このことは、ものすごく大きくなったら、もしかしたら、その速度は光の速度に迫り得るかもしれないとも想像させます。実際、遠方銀河の後退速度は、本当に光の速度に迫っているのです。
その一方、十分に膨らんだ後に、時間を逆回しにしてみましょう。風船の半径を半分にしたならば、中に入っている物質の個数密度は8倍になります。加えて、物質は質量をもっているので質量密度も8倍になることを意味します。有名なアインシュタイン博士の関係式、E＝mc²では、Eはエネルギーで、mは質量ですね。cは光の速度ですが、定数です。この式の教えるところは、質量はエネルギーであるということです。つまり、風船の半径を半分にしたならば、中に入っている物質のエネルギー密度は8倍になると理解されるのです。
今度は、風船の中に光が閉じ込められていた場合も考えてみましょう。波長の短い青い光は、波長の長い赤い光より高いエネルギーをもちます。それをご存じであれば、風船の大きさが半分になると、光の波長が半分になり、光のエネルギーは2倍になることを想像していただけると思います。光の個数密度は、物質の個数密度と同じく、8倍になるのですが、この波長が変わることも加味すると、光のエネルギー密度は16倍になるのです。この事実から、宇宙の大きさをもっと小さくしていけば、いつかは光のエネルギーが物質のエネルギーを上回る、火の玉の宇宙になることが容易に推測されます。
ロシア出身のアメリカで活躍したジョージ・ガモフ博士が提唱した「火の玉宇宙のモデル」は、まさにこの考え方に基づくものです。宇宙は、少なくとも温度約100億度以上の火の玉から始まった。そして、宇宙誕生の3分後には宇宙全体で重水素とヘリウムなどの軽い元素が誕生するという、元素合成のシナリオを予言しました。実際、重水素とヘリウムの観測値から、ガモフ博士の元素合成の理論が正しいことが証明されています。ハッブル＝ルメートルの法則の発見以降も、宇宙膨張を疑う研究者はたくさんいました。ガモフ博士が火の玉宇宙モデルを提唱した後も、フレッド・ホイル博士は、「まるで大きな爆発（ビッグバン）みたいに宇宙は始まったというのかね？」と批判したそうです。このことから、皮肉にも「ビッグバン宇宙モデル」という名称で呼ばれるようになりました。「宇宙マイクロ波背景放射」の発見
その論争に終止符を打ったのが、1964年のアメリカのアーノ・ペンジアス博士とロバート・ウィルソン博士による、火の玉のなごりである絶対温度3度（マイナス270℃）の電波の発見です。この電波は「宇宙マイクロ波背景放射（CMB）」と呼ばれます。その後、ビッグバン宇宙モデルは、宇宙膨張、軽い元素の元素合成、宇宙マイクロ波背景放射の3つの観測事実により、宇宙の標準的なモデルとしての確固たる地位を固めていくことになります。
宇宙マイクロ波背景放射は、宇宙のどの方向からもやって来ています。現在では、その絶対温度3度からのゆらぎの空間的な分布まで測定されています。そのゆらぎは、約10万分の1という小さいものでした。プランク衛星による温度ゆらぎの詳細な観測から、現在の宇宙のエネルギーの中身は、放射（光子とニュートリノ）が約0.01％、見える物質が約5％、ダークマターが約25％、ダークエネルギーが約70％だとわかってきました。
異なるとはいえ、0.01％から70％と、約4桁の範囲ですべての成分がだいたい同じ程度のエネルギー密度なのです。これも実は大変不思議なことです。そして、2018年のプランク衛星チームによる精度のよい観測データが発表され、宇宙年齢は137.97億±0.23億年と報告されました。
それでは宇宙の大きさがゼロであった時点より過去の宇宙の歴史は、どうなっているのでしょうか。そこは、実は現代の物理学でもわかっていないところなのです。大きさがゼロでは、エネルギー密度が無限大になってしまいます。そうすると既存の物理学の式では計算できないことを示していて、理論が間違っていることになってしまいます。その間違っている理論に基づいて推定しても説得力はありません。つまり、そうした高密度では、現在知られている理論が、いまだ知られていない新理論に取って代わられると予想されています。
例えば、量子重力理論の候補である「超弦理論」などが候補となります。そうした新理論では無限大は回避されて、宇宙は有限の大きさの泡のように誕生したのではないかと、アメリカのジェームズ・ハートル博士とイギリスのスティーヴン・ホーキング博士は提唱しました。これは「ハートル＝ホーキングの無境界仮説」と呼ばれます。泡の誕生の最中には、実数の時間ではなく、虚数の時間が流れていたとも考えられています。虚数とは、高校の数学で習う、実数の軸に垂直に交わる、違う軸に乗っている数のことです。
実際、宇宙初期でなくても、泡の生成を伴う真空の相転移を記述する方程式には、虚時間が流れることが知られています。そうなると、実数の時間で測るべき宇宙誕生の前か後かなんて、考える理由もわからなくなります。その泡が急激に膨張することにより、つまりこれは宇宙創成のインフレーションなのですが、ビッグバン宇宙につながると期待されています。偶然、条件の合う領域がインフレーションして大きな宇宙をつくったと思うと、唯一の宇宙（ユニバース）ではなく、たくさんの宇宙（マルチバース）が生まれた可能性すら示唆します。つまり、他にもインフレーションする条件がそろえば、別の宇宙は誕生し得て、そちらの方がずっと数が多いだろうことが推測されます。
このときのエネルギースケールはプランク質量という1000京GeV（温度に換算すると1000京度の10兆倍）で、宇宙年齢はプランク時間という約10-⁴³秒、つまり、1000京分の1秒の1000京分の1の10万分の1ぐらいだったと考えられています。ここでG（ギガ）は10億という意味で、1eVは約1万度に相当します。このことから、後に話す大統一理論のエネルギースケールはさらに2～3桁小さく、それは2度目以降のインフレーションであるとも考えられています。
以前掲載したブログの紹介
やさしい物理講座ⅴ60「ビックバン理論に疵瑕がある。相対性理論の否定と光の減衰理論」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ⅴ59「重力波は検出できない」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ54「相対性理論の否定」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ49「天の川銀河の裏側の記事と自論」｜tsukasa_tamura (note.com)
運動する媒質中の光速度｜tsukasa_tamura (note.com)
「時間の遅れ（time dilation）」の錯誤｜tsukasa_tamura (note.com)
光粒子（電磁波）の「chain理論」 副題 「量子entanglement（量子もつれ）」｜tsukasa_tamura (note.com)
ミュオン（μ粒子）の寿命と仮説｜tsukasa_tamura (note.com)
時間とキログラムの定義の解説｜tsukasa_tamura (note.com)
私がビックバン理論（宇宙膨張説）を信じない理由 副題 光の減衰理論(仮説）｜tsukasa_tamura (note.com)
特殊相対性理論（錯誤）で「思考停止」｜tsukasa_tamura (note.com)
一般相対性理論(等価原理）の錯誤 副題 光は重力の影響を受けない｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ43「ニュートリノ（幽霊粒子）の有難い御利益（ごりやく）で新真実の解明か」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ42「途方に暮れる悩める人々のために『重力赤方偏移による原子時計の遅れ』を考察と慣性力の解説」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ41「光の重力の影響を重力赤方偏移で検証した実験への反証（メスバウアー効果の原因の追究）」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ40「”速く走ると重くなる”は否定される。質量のあるニュートリノを加速すると光速度を超える。」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ39「光時計の思考実験の検証（再解説・掲載）」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ37「花盛りのＳＦ化した宇宙論」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ36「宇宙膨張説・ビックバン理論・宇宙インフレーション論の矛盾解消のため、『光の真空中の減衰理論』に道を譲るべき時期であろう」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ35「光の真空中の減衰作用は暗黒物資の素粒子『アクシオン』かも知れない」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ34「引力と斥力、反物質に対する重力の影響、宇宙膨張の斥力は？ 暗黒物質・暗黒エネルギーの存在は？」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ32「光より速い素粒子（ニュートリノ）の真偽」｜tsukasa_tamura (note.com)
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.com)
やさしい物理講座ｖ28「『温度』と『熱』は何か」 ｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座v27「『作用と反作用』、これが無重力の宇宙空間で移動することができる原理」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ26「いよいよ特殊相対性理論と一般相対性理論の終焉である。」｜tsukasa_tamura (note.com)
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.com)
やさしい物理講座ｖ24「『量子のもつれ』の原因は光が伝播する方向は逆方向も同時発生する」｜tsukasa_tamura (note.com)
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.com)
やさしい物理講座ｖ22「放射光と慣性力」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ21「未発見の重力子、そしてKAGRA計画の重力波測定の研究成果の出ない理由」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ18「『オームの法則』には温度の条件も考慮が必要」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ17「量子力学から考察した素粒子の光子（フォトン）と重力子（グラビトン）とヒッグス粒子の考察」｜tsukasa_tamura (note.com)
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.com)
やさしい物理講座ｖ15「『近接場光』という不思議な『飛ばない光』とは何か」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ14「E＝ｍｃ²の検証・・・まだ仮説のまま実証されていない、呵々。」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ13「光の真空中の減衰理論」｜tsukasa_tamura (note.com)
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ｖ11「仮説を仮定の式で証明する。これは本当の証明にはならず数学的遊戯である」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ7「狂った時計で時間を測定する愚行、"Time Dilation”の詐術にご用心」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ6「『重力で光は曲がる』＆『重力が空間を歪める』との主張に反論」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ5「光子（素粒子）には慣性力が働かないから『光時計』は理論的に機能しない。それは『時間の遅れ』の証明にはならない」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座ｖ4「光子（素粒子）は質量０で重力の影響を受けない。」｜tsukasa_tamura (note.com)
やさしい物理講座V3「素粒子を粒子と見ないで『場の考え方』が必要」｜tsukasa_tamura (note.com)
参考文献・参考資料
やさしい物理講座ⅴ72「ダークマターとダークエネルギーが光の減衰原因」｜tsukasa_tamura (note.com)
平井正則監修「アインシュタインの世界」PHP研究所 1996.10.22 第１版第７刷
原康夫著 『量子力学』岩波書店 1994.6.6 第１刷発行
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？