重力レンズの計算は一般相対論が必要なのか

Question

「コズミック フロント☆NEXT▽アインシュタインの知られざる予言 重力レンズ」を見ました。
その番組の中で、ワイングラスの底で、重力レンズの効果を再現できると説明されていました。
すると、わざわざ一般相対論の難解な計算をしなくても、例えば、空気から水中に入る光の屈折の計算の応用で、重力レンズは説明出来るのでは？と思いました。
多分、有名なエディントンの日食の観測が、一般相対論の正しさを証明したはずなので、唯の光の屈折の計算では求められないとは感じるのですが、如何でしょうか？

http://www4.nhk.or.jp/cosmic/x/2019-03-21/10/24642/2120234/

追伸
アインシュタイン先生は、重力レンズの論文の発表にあまり載る気がないにも関わらず、「しばらく前に、R. W. Mandlが訪ねてきて、ちょっとした計算結果を出版して欲しいと私に依頼した。このノート（論文のこと）は彼の希望に応じたものである。」と書きながらも投稿したところが寛大でいい人ですね。
https://ja.wikipedia.org/wiki/重力レンズ

Tacosan · Accepted Answer

今録画したやつをちょろっと見た限りでは「定性的な説明」しかしていないと思う. つまり「こんな感じになる」といっているだけで, 数量的な説明はまったくされていない.

あとよけいなことをいうとニュートン力学や特殊相対性理論でも「光が重力で曲がる」という考え方はできるし, 一般相対性理論では「光は直進する」としかいわない.

puyo3155 · Answer

＞まあ、残念ながらそのレベルの知識では理解は無理でしょう。
＞一応、リーマン幾何学は理解して、（等価原理から）無重力の場合特殊相対論が成立して、重力場とは接続係数で繋がっている旨は理解しているつもりです。

そういうブラフはやめましょう。言っていることが支離滅裂で恥ずかしいですよ。もし本当なら、ふざけた小学生のような質問しないでください。解答した時間が無駄です。
自分の知っている知識を公開し、わからないことを具体的に聞くのがこのサイトです。後だしじゃんけんはサイトのルール違反です。

＞そうすれば、媒体もなにもない中を、波が進む不思議さと、その媒体がないはずなのに、光が曲がっているのはぜか・・・というのが一般相対性理論の話です。
＞それはエーテル中を30万ｋｍ／秒で進む特殊相対論の話ではないでしょうか？光が曲がるのは一般相対論ですが、、

本気で言っていますか？エーテルってなに？　そんなもんありませんよ。１００年前に解決したことです。

＞太陽付近で光が屈折する旨の計算は、本に載っていましたが、それを見て私は「なるほど」とは思いましたが、そんな関心はありませんでした。（当時は、 シュワルツシルト解の計算に興味を持っていました。）重力レンズの計算に関心があって、いつでも計算出来る人って、専門家以外、少ないのではないでしょうか？

それがどうしたのですか？専門的で高度なことは、専門家しかできないのは、料理人だって、ゴルファーだって、会計士だって同じです。物理学だけ特別ではない。

nouble1 · Answer

失礼、

振幅の　意味なのですが、
波幅とは　言わないかも、
知れませんね、

一応　訂正させてください、

後、
類似現象に　理論的異差は、
無いと　申しましたが、

多少の　差違は、
事実　有りますよ、

スケール違いのため、
空間に　留まらないため、
等です。

nouble1 · Answer

物理を　深く、
判ると、
様々が　同じ事に、
気付く。

さて、
其れは　一旦、
置いておいて、

其の番組は　残念ながら、
拝聴していませんが、

他者に　気遣いを、
払いながら、

擬えて　語ると、
するならば、

かなり　危うい、(←気遣い)
いい方に　なりますが、

重力強度分布異差を　迎える、
波幅の　わずかな、
時間差により、

波が　道行く、
方向が　変わる、

そう　イメージさせる事も、(←気遣い)
可能でしょう。

まぁ　此で、
イメージは　出来るでしょうね。

なお、
此は　此、
あれは　別、
なんて事は、

此の世界を　創成した、
人所謂神の、
其の祖が、

其の様に　動き別けた訳では、
ありませんから、
間違いです。

puyo3155 · Answer

まあ、残念ながらそのレベルの知識では理解は無理でしょう。学問は積み上げなので、基礎を学んでしか、次のステップに行けません。

まず、光とか、電磁波が、空間を進むとはなにか・・・を理解するしかないですね。
そうすれば、媒体もなにもない中を、波が進む不思議さと、その媒体がないはずなのに、光が曲がっているのはぜか・・・というのが一般相対性理論の話です。

かんたんに言えば、質量があると空間がゆがむ。ゆがんだ空間が重力という見かけの力を生み出し、曲がった空間を、光は直進しているだけなのに、まるで曲がったように見える・・・

ってことです。なおニュートン力学でも似たような計算ができますが、数値が違う。一般相対性理論で、はじめて観測地が説明できたってことです。

amerikaumare · Answer

＞一般相対論の難解な計算
一般相対性理論は計算式というより考え方の問題です。それまでは「光は等質媒体は直進する」としか思われていなくて「重力で曲がる」とは思っていなかったのです。なにせ光（光子）は質量がないので重力で引っ張られるわけはないからです。「それを重力で引っ張られる」としたのがすごいところなのです。

ワイングラスを引き合いにしているのは素人にもわかりやすく理屈を説明するためだけのことです。　実際の計算はもっと難しいのですが、計算そのものはニュートン力学の惑星の軌道計算と同じです。（水に入るときの光の屈折よりは複雑です　屈折はその一回だけですが、重力では曲がっていく途中でも力を受けるので、積分ができないとダメです。）

私は科学雑誌のニュートンを創刊時から取っていますが、あるとき「銀河を取った写真に円弧状のものが写った。実際にそれが存在するとしたら今まで発見されたどんな天体よりも大きなものになる」という記事があって、その２年後に「円弧状に写ったのは重力レンズ効果でゆがんだ銀河の姿だとわかった」という記事があり、これが重力レンズが実際に発見された瞬間でした。　（銀河団Abell 1689によって作られた重力レンズ）

重力レンズの計算は一般相対論が必要なのか

今録画したやつをちょろっと見た限りでは「定性的な説明」しかしていないと思う. つまり「こんな感じになる」といっているだけで, 数量的な説明はまったくされていない.

＞まあ、残念ながらそのレベルの知識では理解は無理でしょう。

失礼、

物理を 深く、

まあ、残念ながらそのレベルの知識では理解は無理でしょう。

＞一般相対論の難解な計算

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