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光と重力について。

光も重力に吸い寄せられるという話を教わったのですが、

ここで、
「A・B・Cの3点を結んで出来る正三角形があり、
3辺の内側に質量の高い星があると仮定して、
光が3辺を通るとしたら正三角形になるかならないか」

という問題に
「3辺は内側の星の重力によって内側の星に向かって曲がるため正三角形にならない」

と回答したら不正解でした。

正解は
「3辺が内側の星に対して曲がるため正三角形にならない」

ということでした。

どういうことなのかご教示いただけませんでしょうか。

●質問者: doa165
●カテゴリ:学習・教育
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● サディア・ラボン
●18ポイント

http://www.amigo2.ne.jp/~s_mouse/infexpl/gmcrlns.html

f:id:taddy_frog:20111002143652j:image

重力レンズでしょうか。

光は重力源の方向に曲がるので、

重力源から遠い方向にずらして発射しないと、

目的地に着きません。

重力源を囲む光の軌跡は、

膨らんだ三角形になります。




実際は、じゅぴたーさんの言うように、

光は、重力で歪んだ空間の中を、真っ直ぐに進みます。

◎質問者からの返答

回答を有難うございます。

かなり理解するのに困難なのですが、

正解の図面はサディアラボンさんの図面のとおりです。


2 ● じゅぴたー
●18ポイント

光が重力に吸い寄せられるわけではありません。空間の歪みに沿って進んでいるために、吸い寄せられているように見えるのです。


以下の3段論法が成り立ちます。

  1. 光は空間を伝わる波である。
  2. 質量は空間をゆがめる。
  3. 光は歪んだ空間を伝わることになり、結果として曲がっているように見える。

回答は、「星の重力」によって「正三角形」が曲がったように解釈できるので不正解になったのでしょう。

正三角形が曲がったのではなく、空間が歪んだために正三角形を描こうとすると曲がったようになってしまうというのが問題の主旨だと思われます。

◎質問者からの返答

回答を有難うございます。

1.の現象が2.に従って3.…のようになる...というのは分かるのですが、

空間が歪む原因を重力(引力?遠心力)とすると、

重力は星の内側に近付けようとするため、

つまり「3辺は内側の星の重力によって内側の星に向かって曲がるため正三角形にならない」

ではないのかな…と思えてしまうのです。


3 ● たけじん
●29ポイント

たぶん、関係者全員が、同じ図形を頭に描いているのですが、文章の解釈で変な事になっていると思われます。国語力ってとても大切なことが良くわかりますね。

1 pornograffitti1031さんの解答は、”向かって曲がる”の部分が、辺の中央が星側に曲がっているように受け取れてしまいます。(進行する光に乗って表現していることは、わかろうと思えばわかるのですが・・・)

2 先生の解答は、先生の国語力の問題のような気がします。”星に対して曲がる”というフレーズが、先生の頭の中では、”外側に膨らむ”のが自明になっていると想像できます。先生の頭の中には、サディア・ラボンさんの絵が固定されていて、”向かって曲がる”→内側に引き寄せられるように曲がった曲線になっている。→不正解、となったと思われます。

正しくは(問題文がアレなので、もうダメなんですけど。)、

「各点から隣接する点を照射できるように調整した光の描く線は、星の重力によって光の進行方向に対して星の側に曲げられる。すなわち、系の外から見ると、各辺の中央部が星に対して遠ざかる形になり、各角の角度が60度を上回る三角形に見える。この形は、辺が外側に膨らむ曲線であることと、角の角度が60度を越えることから、正三角形とはいえない。」となると思いますがいかがでしょうか。

pornograffitti1031さんの解答、正解だと思います。(ちょっと先生の問題文を補足して考えた場合です。)

ダメだというなら、この文章、そのまま読んでもらって、先生の言い訳をここに書いてもらっていいですよ。

◎質問者からの返答

"星に対して曲がる"というのは本来ならば数学的な表現で天文学でも数学は必須だそうです。

ただ天文学の先生は、

「僕が生徒に求め過ぎちゃったのが根本の間違いだねぇ、御免なさい」

と謝られました。

ちなみに私は文系の生徒なので数学も天文学も無知も無知だったのですが、

数学概論で数学の先生に天文学の先生の語彙力や表現方法を聞いてみました。

すると「君が理系の学生なら…(やがて)…だから表現方法は"真"なので"正しい"が成り立

つ。」と言われました。

と思ったら「この問題に対する君の回答は天文学で間違いでも数学では正しいと言えるな。」と

いうことでした。


4 ● suppadv
●35ポイント ベストアンサー

日本語の解釈の問題ですね。

解答に図も書かせる形にしてあれば、文の意味もはっきりして、バツをつけられることも無かったのに、と思います。


予断ですが、考え方で、空間がゆがむがそのゆがんだ空間の中を光は直進すると考えると、

正三角形である、というのが答えになります。

こういう問題は、いくつも答えがあっても良い問題なので、自分の考えをしっかり書いている解答にバツをつけるというのには個人的には反対です。

◎質問者からの返答

・・・tdoiさんの仰るように、方向が逆だから×だったのですが、

物体(星)の重力によって空間が歪む時に引力が遠心力より小さくて、

軌道に従わずに宇宙をフラフラと適当に移動して、

その際に遠心力に負けた引力の残像みたいなものでも無いようでは、

或いは存在を否定されたエーテルの再検証とかやり直してもらわないと…??なんです。

素人には"3辺は内側の星の重力によって内側の星に向かって曲がる"というのが理解できず、

現時点では、

たかじんさんの「正三角形が星に対して非常に大きく、星の質量を無視できる系であった。」が、

受け入れやすい説に思えてしまい、

プロの学者の意見に従えなくなってしまうんです。

余談ですが先生は素晴らしく心優しい国立天文台の先生です。

国立天文台に電話で尋ねたら、

「それが前提なので前提に何故かという質問はありえません。」

「質量と重力についても何故あるかではなく、あるのが前提だから何故かではありません。」

という予想外の回答でした。

そしてココに辿り着いて皆様のお力を拝借できればと…長々とすみません。

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