やさしい物理講座ⅴ143「一般相対性理論の『重力波』の検出は不可能」
前回の命題の続編である。
やさしい物理講座ⅴ142「『光より速い素粒子（ニュートリノ）論』は正しい。その実験結果は『権威』に握り潰された」｜tsukasa_tamura
今回の命題は政治的な既得権益化した「相対性論」であり、裏で国家の研究費・工事費・人件費などを習得する利益団体化した政治的な活動もあるような陰謀論的な気がしてならないのである。もっと大切な研究をしている研究者がいるのに研究費が配分されないのは、政治家を選ぶ国民の責任でもある。その意味でも、正しい物理学や基礎科学の知識は必要であり、本ブログ（やさしい物理講座）は、国民への啓蒙のためのブログである。
今回も一般相対性理論を否定する立場から「光（電磁波）」を用いた重力波の検出を否定する。
蛇足でありますが、日本国は神武天皇から2685年（西暦2025年＋660年）になります。国家としては世界最古の国家となります。その歴史の重みを感じていただければと考えています。中国の歴史の長さを自慢する人がいますが、それは、中国の大陸を舞台に各民族の争いで勃興した王朝の細切れの歴史であり、国家としての歴史の長さを自慢でるものではない。秦の始皇帝も15年で滅亡したではないか。
自虐史観ではなく誇れる日本を取り戻そう！
追伸：あけましておめでとうございます。読者の皆様にとって良い年でありますようにお祈りいたします。
皇紀2685年1月1日
さいたま市桜区
理論物理研究者 田村 司
はじめに
重力に反応しない光（質量０）を用いて重力波というものを検出しようとしている。
万有引力は質量のある物体間に働く力であるが、力の本質は「引力」であることを忘れている。一般相対性理論では、「重力」で空間を歪められて、それが重力波という波で伝播すると語られるが、果たして波として「引力」が伝播して引き寄せるものであろうか。その「引力」または重力を説明できないために考案されたのが、重力が「空間」を歪めるという考え方である。はたして、光と同じような速度で「引力」の引き寄せ効果が空間を伝播しているものであろうか。
重力に反応しない質量の無い光（電磁波）をマイケルソン干渉計を通して波長の干渉の変化を観測すること自体、間違いである。そして、検出されたという以前観測結果は光と物質の放出・吸収で発生した変化と考えられる。
「光と重力」の相互作用（影響）については以前のブログで論じた。
やさしい物理講座ⅴ140「『光は重力の影響を受けない』で『一般相対性理論』を論破する」｜tsukasa_tamura
KAGRA計画の重力波測定の研究成果の出ない理由
以前のブログでも指摘した。重力は質量に作用する。質量０の光（電磁波）は重力の影響も受けず、重力は空間を歪めることも無いので実験は失敗する。と断言した。
光（電磁波・光子）は、空間を伝播するときは波のして観測され、物質に吸収・放出されるときは、粒子として観測される。「重力波」の検出には「光」の干渉の観測は無理なはなしである。2016年に検出されたとされる「重力波」の現象は「重力波」ではなく、物質から放出された「光」に異常が発生して検出されたと考えられるので、光（電磁波）が重力に反応することは考えられない。以前掲載したブログを掲載する。
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
重力波の解説
時空（重力場）の曲率（ゆがみ）の時間変動が波動として光速で伝播する現象。
1916年に、一般相対性理論に基づいてアルベルト・アインシュタインによってその存在が予言された後、約100年に渡り、幾度となく検出が試みられ、2016年2月に直接検出に成功したことが発表された。
理論発表からおよそ100年後の2016年2月11日、米カリフォルニア工科大と米マサチューセッツ工科大などの研究チームが、2015年9月14日に米国にある巨大観測装置LIGOで重力波を検出したと発表した。
LIGOはワシントン州ハンフォードとルイジアナ州リビングストンに同じ構造の2基のマイケルソン干渉計をもつ。
LIGO施設の本質は、マイケルソン干渉計の原理によって、10-21という極めて微少な相対ひずみを検出できるということにある。この10-21のひずみは、しばしば通俗的に「地球と太陽との距離（天文単位、1.5 ×1011 m）に対して、水素原子の直径（1.1 ×10-10 m）程度のひずみ」と表現される。
重力波の発生源
アインシュタイン博士が導き出した一般相対性理論から予測される物理現象です。重さを持つ物は、その重力で周りの時空を「歪（ゆが）めて」います。その物体が運動をすると、周りの歪んだ時空が波のように宇宙空間に広がってゆきます。これが重力波です。
そうなると我々は、「重力波」の発生源を宇宙の星に求めるしかありません。その代表的なものが、「中性子星同士の連星とその合体」や「超新星爆発」です。超新星爆発は、星が一生を終えて爆発し、その質量の大部分を宇宙空間に一瞬にして解き放つ非常に劇的な現象です。
中性子星とは、その一生を終え爆発した星のうち、飛ばされなかった太陽ほどの質量が半径10km程度にまで押しつぶされてしまった星のことです。
私達は、このような天体現象から発生する「重力波」を、直接検出するための装置を開発しています。
重力波が到来すると、二つの物体（厳密には自由落下している物体）の間の距離が変化して見えます。そのため、それを検出することが装置の基本となります。しかも重力波による物体間距離の変化は、直交する二つの方向のうち、片方が伸びた時はもう片方が縮むという変化を繰り返します。その伸縮量は、物体間距離が離れていればいるほど大きくなる性質があります。
しかし先に説明した天体現象が我々のいる銀河系とは違う他の遠い銀河で発生した場合、その重力波が地球に届いたときの信号の大きさは地球・太陽間程度の距離を、たかだか水素原子1個分動かす程度にすぎないほど小さいのです！運よくそのような天体現象が、我々の銀河で発生してくれれば信号が数十倍大きく出るので、現在の技術でもその重力波を捕らえることが出来ます！しかし、その発生確率は数十万年に一回という小ささです。当然そんなに待ってられませんので、観測対象を増加させるために、さらに遠くで発生した重力波 のより小さな時空の振動をとらえられるように工夫した高性能な重力波検出器を開発することが必要なのです。
検出方法
重力波は、全てのものを貫通してしまうため、なにかにぶつけてその反応をみるという方法はとれません。しかし光は重力波によってゆがんだ空間に沿って走る性質があり、それと先の説明のあった直交方向で伸縮するという性質を利用して、基本的には「マイケルソン干渉計」を用います。
長さを測るには、同じ光を直交する２方向に向けて発射し、遠くに置いた鏡で反射させ、また戻ってきた光の到達時間を両方で比較します。伸びた距離を走った光のほうが短い距離を走った方の光より帰ってくるのに時間が長くかかるため、伸縮の有無が分かります。ただし、地球上では地球が丸いことや、地下の検出器の場合は山の形状による制約もあり、光が走る腕の長さはせいぜい３〜４キロメート ル程度にしか取れません。そのため一回折り返しでは６〜８キロメートルしか走れません。それでは無駄が多いので、片腕に鏡を二枚用意して、その間を何度も反射して折り返します。KAGRAの場合、鏡の反射率を調整して、３キロメートル離れた鏡の間をレーザー光が平均で約５００往復するようにします。
ちょっと難しくなりますが、重力波検出器の検出能力（つまり「感度」）が具体的にどのように表現されるかと言うと横軸が重力波の周波数、縦軸が重力波で起こった腕の伸縮の大きさを腕の長さで割ったもの（ひずみ）で表します。現在の重力波検出器は、重力波の周波数 100Hzあたりの領域でひずみの大きさが10⁻²²～10⁻²³という非常に小さなものを検出可能なように設計されています。
感度を制限する（悪くする）ものは主に三つあります。低周波側が地球の地面振動。中周波数が、鏡の熱振動。そして高周波側が、レーザー光線の「光の量子性」というちょっと難しい性質の振動です。これらをいかにうまく低減するかが、高感度化の鍵となります。
重力波観測が成果が出ない理由
観測の成果の理由としては、装置としての感度ではなく、以前から吾輩と他の物理学者の主張する「一般相対性理論の間違い」であり、理論自体が成立しない空理論であるから、実験・観測で検証できるものではないからである。
今回の「190億円も費用をかけて研究成果がでない」との批判もあるが、研究成果が出ないのは、装置感度の問題ではなく、「元々、理論として成立しない論文」を検証しても、当然、「研究成果が出る訳ない理論」の検証であり、「研究成果がが出ない」ことが「最大の研究成果」である。「理論が間違いである」ことの立証である。
観測結果を出したと言われる他国の観測は別な物理現象の副作用の結果であろうと思われる。理論に無理に合わせるための現象を必死に探しているが、当初からの理論が間違えているなら永遠にその現象は見つからない。
My Opinion.
「失敗も成功のもと」と言われるが、まさにその通りである。
「一般相対性理論の検証」を目的として、「研究成果が出ない」のは装置の感度の問題ではない。
「研究成果が見出せない」ことが、「理論が間違えていた」ことの帰結すべ結論であると考えるのが妥当であろう。
相対性理論を訂正する契機になれば、今回の「研究成果が出ない」という観測が高く評価されることになるであろう。
吾輩は量子力学の素粒子としての光粒子は質量０であり、重力は質量に働くものであるから質量０の光粒子には重力は働かないと主張してきた。
そして、質量のある物質（含む素粒子）には慣性力は働くが質量０の光粒子には慣性力が働かないことも主張してきた。
観測装置でのレーザー光線（光粒子）は、質量０であり、重力を感知する（観測する）装置としては、不適切であり、研究成果が出ないことは、十分予想していた。
この光を使う観測の研究結果は、つまり成果がでないことは、重力は「光を曲げることもない」し、「空間を曲げることもない」ことが判明したのである。
そして、「時間の遅れ」理論の根拠の「光時計の思考実験」なるものも、根拠が崩れるのである。それを解説するために導入したローレンツ変換式も不要の長物である。
1905年の論文が発表された当初から、「質量０の光は重力で曲がらない」などの批判があった。
故に、「研究成果は元々でない理論」を検証しているのである。
研究者は自分の研究の間違いを自ら正すことは難しい。
空理論を探して、それらしき事象をそれらしく研究成果として報告することであろう。捏造とは言わないが、色々な物理現象が考えられることを強引に理論に当てはめてきたことが否めない。そして、非を認めずに、120年間、屋上屋の理論がこれらの理論を構築してきた。そろそろ目を覚ます時期ですね。
蛇足
次の重力波検出という報道記事を疑うべきである。その報道記事も掲載する。
研究者の努力を表して、重力波を観測という論文を掲載するが、縦しんばそのような結果が観測されたとしてもそれは連星ブラックホール合体時に発生した物質間から生じた電磁波の乱れ（衝撃波）であり、重力による「重力波」と言われるものではない。重力は「光を曲げることもない」し、「空間を曲げることもない」。重力と電磁力は別物である。重力は質量のある物質を引き寄せる働きをする。物質にある電子・陽子の電磁力が光（電磁波）に作用（吸収・放出）されて、屈折現象を引き起こすが、重力作用ではない。相対性論者はそのような区別せずに論じている場合が多いので反証していく。
連星ブラックホール合体からの重力波の観測
LIGOによる重力波の直接検出について
2016.02.12
全米科学財団と国際研究チームは2016年2月12日（日本時間）、アメリカの重力波望遠鏡LIGO（ライゴ）を用いて、2つのブラックホールの合体によって発せられた重力波の検出に成功したと発表しました。重力波の存在は100年前にアルバート・アインシュタインによって予言され、これまで間接的な証拠は見つかっていましたが、重力波が直接検出されたのは今回が初めてのことです。この成果は、重力波を使ってこれまで見ることのできなかった宇宙を調べることが可能になったという点で、天文学における記念碑的業績といえます。
国立天文台の特設ページでFlaminio教授のコメントを掲載しています。
詳細はこちらでご確認ください。
LIGOによる重力波の直接検出について
全米科学財団と国際研究チームは2016年2月12日（日本時間）、アメリカの重力波望遠鏡LIGO（ライゴ）を用いて、2つのブラックホールの合体によって発せられた重力波の検出に成功したと発表しました。重力波の存在は100年前にアルバート・アインシュタインによって予言され、これまで間接的な証拠は見つかっていましたが、重力波が直接検出されたのは今回が初めてのことです。この成果は、重力波を使ってこれまで見ることのできなかった宇宙を調べることが可能になったという点で、天文学における記念碑的業績といえます。
ラファエレ・フラミニオ教授のコメント
アルバート・アインシュタインによる一般相対性理論が確立されてから約1世紀後の本日、LIGO科学グループとVIRGOグループが2つのブラックホールの合体現象の観測を発表しました。
初めて地球上で検出された時空のさざ波・重力波は、10億光年以上離れている2つのブラックホールの合体によって発生しました。今回の現象は人類史上、最も高エネルギーな天文現象の一つです。2つのブラックホールが合体した瞬間には、太陽全質量の3倍と同等のエネルギーが放出されました。この時のエネルギー放出率は、全宇宙の可視光によるエネルギー放出率よりも大きなものでした。合体した2つのブラックホールは太陽の60倍もの質量の1つの新しいブラックホールになり、その直後、新しいブラックホールの振動も続けて重力波を発生しました。この重力波も今回観測されました。
研究者は今回の成果のため、数十年間研究を続けてきました。
初代のレーザー干渉計型重力波望遠鏡である国立天文台のTAMA300とヨーロッパにあるGEO600は、1960年代にジョー・ウェーバー（Joe Weber）が開発した共振型重力波検出器の感度を大きく上回りましたが、重力波の検出には感度がまだ足りませんでした。新世代の重力波望遠鏡の時代が到来して、初めてアメリカのAdvanced LIGO、その後、ヨーロッパのAdvanced VIRGO、最後に日本のKAGRAと、ようやく検出が可能な重力波望遠鏡の時代となりました。どんな感度を達成すれば最初の重力波が検出可能なのか正確にはわかりませんでしたが、目的に近づいていることはわかっていました。最近20年間での重力波観測装置の進歩や正確な理論的なモデル、そして他の天文観測結果が今回の歴史的な重力波の観測に貢献したのです。
そして、まさにその日が来ました。
今回の観測は物語の終わりではなく始まりです。重力波天文学の誕生です。私たちは今まで星や銀河や星間物資からの電磁波放射を観測することで宇宙を研究してきました。宇宙からの他の情報として宇宙線とニュートリノがすでに検出されています。そして、重力波によって、他の方法では見えない銀河中心や星の内部で起こっている激変現象を観測できるようになります。中性子星やブラックホールの遭遇や合体の研究、ブラックホール誕生の観測、そして、宇宙の始まりが重力波によって観測できるようになるかもしれません。重力波望遠鏡は宇宙の謎を解く上で以前からの装置とはまったく異なる道具なのです。それだけではなく、今まで見えなかった重力と時空の状態を調べることができるでしょう。そして、まだ解明されていない一般相対性理論と量子力学の世界との関係について、新しい手がかりが得られることを期待しましょう。
国立天文台重力波プロジェクト推進室 室長 ラファエレ・フラミニオ
イタリア・ピサにて 2016年2月11日
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