重力レンズで光が分けられるってあり得るの？

重力レンズで光が分けられるってあり得るの？

「１９１９年５月２９日の皆既日食の日に、太陽の陰に隠れて見えないはずの金星が、太陽の引力で光が”曲げ”られ、アインシュタインの予言通りに実際に観測され大騒ぎになった」という話はご存じだと思います。

この観測時に金星は１つ観測されただけで、複数に分けられて観測された訳ではありません。
レンズは、１つの入射角の光を”曲げ”られるだけで”分け”ることはできないので当然です。
しかし現在、「同一天体が重力レンズで”分け”られ複数に観測される」と説明されています。

観測対象が、銀河や恒星の場合、全方向に”分かれた光”を発射しています。
これらの「分かれた光」を「集めない限り」、同一天体を複数として観測することは「不可能」なのです。

物理法則はその事象の、規模、位置、時間で変化しない不変的なものです。
レンズで光が”分け”られことがあり得るのでしょうか。

本件の関連質問は以下のURLで行っております。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6161055.html
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6118855.html

No.1 ベストアンサー 回答者： Tacosan 回答日時： 2010/09/11 22:41

いや, だから, 「分かれた光」が「集まった」結果として, 同一天体を複数として観測できている. それだけのことだし, それが真実.

あんたにとっては「不都合な真実」かもしれんが, そんなことは知らん.

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

＞「分かれた光」が「集まった」結果として, 同一天体を複数として観測できている
そのように説明されていれば納得です。
別に不都合なことはなにもありません。

でも、一般的には「レンズで分けられた」と、あり得ない説明がまことしやかに教えられています。
なぜ、正しく「分かれた光が集まった結果として, 同一天体を複数として観測できている」と説明されないのでしょうか。
なぜ嘘の説明をする必要があるのでしょうか。

補足日時：2010/09/12 07:45

No.15 回答者： Tacosan 回答日時： 2010/09/15 23:54

SPring-8 のサイトの表現は確かに微妙. 「同じ天体からの光」の解釈しだいでは「重力レンズで光がわかれる」ようにも読めるな.

アストロアーツのサイトの表現は全く問題なし. これを「重力レンズで光がわかれる」と解釈するのは不可能だ.

この回答への補足

回答者様はその筋で名の通った方なんでしょう？
ちょっと、突っついてみるとかできませんか？
良い子のために。

補足日時：2010/09/16 11:35

No.14 回答者： Tacosan 回答日時： 2010/09/14 23:40

正直いって「1つの入射角の光＝一次元」はなんのことやらさっぱりわからん. 「光」という「もの」と「次元」という「空間の自由度」がなんで等号で結べるのか. 詳しく説明してほしい.

「普通」の光で十分なんだけどなぁ....

この回答への補足

いつも回答ありがとうございます。

あくまで、一個人としての概念の捉え方の説明ですが。

「１つの入射角の光＝一次元」を以下のように捉えています。

１つの方向に進む光を横から見て、時間の経過により描かれる直線の軌跡を「線Ｘ」とします。
それに直角に交差する「線Ｙ」を加え、２次元空間を考えます。
さらに、線Ｘと線Ｙの交点と垂直に交わる「線Ｚ」を加え、３次元空間を考えます。
これに、「時間の経過」を加え、四次元空間を考えます。
この時、「１つの入射角の光＝一次元のライン」で表されます。
時間の経過を考えなければ「１つの入射角の光＝一次元のライン上の点」であると捉えています。
こんな「感じ」です。

日常の知り得る事象と照らし、矛盾が無いようなので、そのままでいいだろうと考えています。

余談ですが、
国家プロジェクトのページ（ANo.5で示したURL）に「重力中心により複数に分かれて観測される重力レンズ現象」などと、「アインシュタインリングと、文学的表現と、重力レンズで光が集められる現象」が、ごっちゃにされたままでいいんでしょうかね。良い子に、間違った先入観を植え付けるのはいかがなものでしょう。

補足日時：2010/09/15 23:25

No.13 回答者： leon1971 回答日時： 2010/09/14 22:56

No.3です。

なるほど、考え方の立脚点がすでに違うのでどうしても話がかみ合わないのですね、、、

「光とは粒子で有り、且つ波である」という言葉で考えれば、私はその粒子の集合を語り、あなたは粒子その物を語っていた訳ですね。

先ず、光を1次元として捉えるのであれば、それはもう分ける事は出来ませんし、捻じ曲げる事も出来ないただの点です（1次元の存在は視点を変えただけでもう見えなくなるので変化では無く、「出現」と「消失」としか3次元人には認識出来ない筈であり、横の広がりも無いのでその物が分裂する事も不可能です、、、）。



私が考える光は、人間の目で捉えられるものであり、例えるならショットガンから放たれた散弾です。
有る一点から放たれ無限に拡散していくモノであり、有る時点を切り取って観測してみれば太い束で有り、同じ時点でも拡大して観察すれば1粒としても認識でき、かつ視点を変えて観察すれば線にも、面にも見える類のものです。
そういった前提でこそ、集束、拡散、分散といった概念を語っています。

条件をすり合わせて私の考えを申し上げると「放たれた散弾の1粒がそれ以上細かくなる事はない」→「光が分けられる事はない」と言う事になるでしょうか・・・

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

立脚点からすれば、
「束」は「1つの入射角の光の集まり」で「普通は全ての光の入射角は異なる」だから、ショットガンから放たれた光は有る一点から放たれ、無限に拡散していくモノと理解しています。

本件の質問は、1つのショットガンから放たれた、拡散する光を、集めずに、複数の像を結べるのか、という質問になりますかね。
拡散する光を「分けて」も複数の像を結べないのでは、と言い換えてもいいです。

補足日時：2010/09/15 01:11

No.12 回答者： Tacosan 回答日時： 2010/09/13 23:18

「光」の解釈にもよるけど, (普通の) 光学系なら「1つの『光』を複数にわける」ことは十分可能です. 実際には「レンズ」である必要すらない.

どうもあなたはこの状況を想像できていないような気がするんだけどなぁ....

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

＞「光」の解釈にもよる…
正しい表現なのか解りませんが、「1つの入射角の光＝一次元」と理解しています。
回答者様のいう「光」と同じでしょうか？

補足日時：2010/09/14 00:09

No.11 回答者： bardfish 回答日時： 2010/09/13 07:00

>「１９１９年５月２９日の皆既日食の日に、太陽の陰に隠れて見えないはずの金星が、太陽の引力で光

>が”曲げ”られ、アインシュタインの予言通りに実際に観測され大騒ぎになった」
もし、この情報を新聞や一般雑誌で得たのであるならばそれを書いた記者はよくわかっていないのだと思います。

コンピューター関連や自動車関連の新聞記事でも「それはちょっと違うだろ！」と言う記事が時々あります。
そういうのを「正しい情報」と勘違いして読んでいる読者が多いので「都市伝説」みたいになるから困るんですよね…

最近の新聞や雑誌(テレビも含みますが)は記者の質が「一般人よりは微妙にマシ」程度に落ちてしまったのでその筋に詳しい人にとっては新聞や報道番組も「娯楽」でしかありません(笑)

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

一応、各種メディアの情報は回答者様のおっしゃる通り、「都市伝説」も含まれると想定し、同一内容について複数の出所を確認するようにしています。

お礼日時：2010/09/13 22:10

No.10 回答者： Tacosan 回答日時： 2010/09/12 22:32

本題とは違う話なんだけど, 単純に「レンズで光を分けることができるか」という質問だと「できる」という答え方ができますな. まあ光学

レンズに限定だし, 「光」の解釈がポイントになるわけだが.

この回答への補足

いつもご回答ありがとうございます。

単純に光学レンズ限定なら「できる」でもいいようにも思います。
できれば、「集める」と正確に表現してほしいですが。

補足日時：2010/09/13 21:57

No.9 回答者： leon1971 回答日時： 2010/09/12 17:46

No.3です。

＞「１９１９年５月２９日の皆既日食の日に、太陽の陰に隠れて見えないはずの金星が、太陽の引力で光が”曲げ”られ、アインシュタインの予言通りに実際に観測され大騒ぎになった」

とイラストで感じるところでは、まずイラスト上に“太陽”が描かれていないことがネックです。
この場合、アインシュタインは「太陽に隠れて見えないはずの金星が見える。これは重力レンズが他の方向に向かうはずの光を捻じ曲げて地球に向けているからである」と言ったわけで、金星が2つ見えると言ったわけではありません。

さらに、肉眼で見える金星は単なる瞬く光点くらいにしか見えません。直視したものと、重力レンズに捻じ曲げられたもの2つの光がよほどかけ離れたところに到着しない限り、はっきり複数の光にみえる可能性は低いものと思われます。その点に関しては光の発生点（金星の位置）観測点、重力偏向の数値など難しい数式が必要になると思いますので、私にはお手上げです。

但し、諸々の条件が揃えば、重力レンズの効果で1つの天体を2つと誤認するような場合や、事実とは全く違う位置として観測している場合などは多々有ると思われます。逆にそれらの観測結果から重力レンズという概念が発想されたものとも考えられます。


本当に宇宙と言うのはおもしろいですね。



書きたい事ばかり書いてしまいました。

＞これらの「分かれた光」を「集めない限り」、同一天体を複数として観測することは「不可能」なのです。

レンズとは文字通り光を集めるものです。（注：この場合想定されているのが凸レンズなので）
ただし、この場合の重力レンズは複数（量は不明）の光を集め、地球の観測者が観測できる方向に“捻じ曲げている”事が重要です。集められた光が観測者から見えない方向に放たれていれば何の意味も無いものなので、、、


＞物理法則はその事象の、規模、位置、時間で変化しない不変的なものです。

観察者の位置は不変ではないので揺らぎは出ます。マラソンにおいて1位の選手がゴールした後にゴール地点を移動すれば、ゴールした事実は不変でも、場合によっては走行距離も変わります。また、観客（第3者）から見れば、1位のゴールとそれ以外の者のゴールが違う事は明白な事実となります。


＞レンズで光が”分け”られことがあり得るのでしょうか。

有ります。“凹レンズによる偏光”は光を拡散、すなわち分けることになります。今回の事象には全く関係ない事ではありますが・・・


事象にとって重要なのはそこに観測者がいると言う事です。何が起こっていてもそこにそれが起こっている事を認識する者が居なければ無いのと同じです。逆に観測した事から起こった事自体や、その原因を類推する事も科学です（当然検証が必要です）。科学もまたおもしろいものですね。あ、哲学的反証もまた面白いです。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

＞重力レンズという概念が発想されたものとも考えられます
重力レンズは「ある」と考えています。

＞“凹レンズによる偏光”は光を拡散、すなわち分けることになります。
凹レンズでも１つの入射角の光を”曲げ”られるだけで”分け”ることはできないのでは？

＞事象にとって重要なのはそこに観測者がいると言う事です。
＞何が起こっていてもそこにそれが起こっている事を認識する者が居なければ無いのと同じです。
はい。おっしゃる通りです。異論はございません。

補足日時：2010/09/13 22:22

No.8 回答者： vsl2000 回答日時： 2010/09/12 16:59

＞でも、一般的には「レンズで分けられた」と、あり得ない説明がまことしやかに教えられています。

　その「あり得ない説明」の原典をいくつか挙げてみてください。

この回答への補足

ANo.5の補足を参照願います。

補足日時：2010/09/13 22:31

No.7 回答者： k_kota 回答日時： 2010/09/12 12:36

補足をいただいたので回答します。

光は分けられていない、誤解が生じる表現だ、とのことだと思いますが。

「同一天体が重力レンズで”分け”られ複数に観測される」

この文は特に問題のある表現ではありません。

ここで分けられているのは「観測上の天体」、つまり見かけのことです。
本来一つだったものが二つに見えることを「レンズで分けられた」と表現しています。

見かけだけであれば、実際に１つが２つになるのを「分ける」と表現するのは、妥当です。

もう少し大きく切り出すと明らかに説明がおかしいのかも知れませんが、
この質問に含まれている部分だけだとこのようなことで十分説明できると思います。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

文学的にならＯＫだと思います。
物理学的にはＮＧだと思います。

補足日時：2010/09/13 22:26