遠方銀河の赤方偏移の新解釈

定常宇宙を考えるならば、何はさておいても遠方の銀河からの光が赤方偏移している 理由を定常宇宙で説明できなければなりません。
私の定常宇宙論ではこれを宇宙が閉じているために空間が球面をしておりこのために 遠方の銀河からの光は赤方偏移すると考えてみました。
以下、相対論を使って説明します。

遠方の銀河の光が赤方偏移している理由

赤方偏移が起きる現象にブラックホールがあります。 ブラックホールの近くから発せられた光は赤方偏移します。 巨大な重力がある所から来る光は赤方偏移するのです。 これと同じことが遠くの銀河でも起きないでしょうか。 考えていると起きるように思えるのです。以下、その説明をします。

空想実験

Ｂ-１．まず、相対性理論の一番単純な例を考えてみます。

観測者Ａに対して光速に近いスピードで接近してくるロケットＢがあるとします。
話を単純にするため、ロケットＢは加速も減速もしてなく惰性で飛行しているとします。 つまり自由落下状態です。また観測者Ａも地球上にいるのではなく宇宙空間に自由落下状態でいるとします。
さて、相対性理論の書物でよく見かけるように、ＡからＢを見るとＢの時間がゆっくり進んでいるように見え、 またＢの中の物の長さが縮んで見えます。よく言われる話です。
では、ＢからＡを見たらどうなるのでしょう？
ここを勘違いしている人が多いのですが、もちろん、同じ事が起きます。 つまり、Ａの時間がゆっくり進んでいるように見えＡの中の物の長さが縮んで見えます。
一見、矛盾しているように感じますがこれが相対性理論です。相対性理論では基準となる座標系などないのです。 すべての自由落下している座標系は対等です。一方が通常の座標系で他方が特殊な座標系などと 言うことはないのです。
すべて対等ですから一方からもう一方を見た時に起きることはこの関係を逆にしても起きます。

Ｂ-２．次に巨大なブラックホールの近くにいるロケットについて考えてみます。

ブラックホールは極めて巨大でありブラックホールから充分に離れた場所でも巨大な重力があるとします。 つまり、潮解力を無視できるくらい遠くに離れても充分に巨大な重力があるとします。
さて、このブラックホールから逃れようとロケットＡが必死に飛んでいるとします。 しかし、このロケットもついに燃料が切れブラックホールに向かって落下を始めたばかりだとします。 つまりロケットＡは自由落下系です。
次にブラックホールからはるかに離れた場所、つまりブラックホールの重力が影響しない場所に観測者Ｂ が自由落下状態で浮かんでいたとします。
では、観測者ＢからロケットＡを見るとどうなるでしょう？　よく言われるようにＡから来る光は 赤方偏移して見えます。



さて、では、ＡからＢを見たらどうなるでしょう。
どちらも自由落下系です。相対性理論には基準の座標系とか特殊な座標系などという考えはありません。 すべての自由落下系は対等なのです。
だったら、Ｂから来る光をAからみたら赤方偏移しているのではないでしょうか。

ここが私の考えの基本となるところです。これが違っていたらすべてが間違いですが、 どう考えてもこれは成立するように思えます。
つまりＡからＢを見ても赤方偏移が起きるのです。Ｂがいる場所には強い重力などありません。 またＢが高速で遠ざかっているなんてこともありません。しかし、Ｂから来る光はＡにとっては 赤方偏移しているのです。

Ｂ-３．この考えを重力ではなく空間の傾きで考えてみます。

よく言われるように重力とは空間の歪みです。つまり空間が傾いていると重力が発生するのです。
上記のロケットの現象を空間の傾きと一緒に描くと下図のようになります。 ブラックホールがあるのでロケットＡがいる空間は傾いています。観測者Ｂがいる空間は水平です。 そしてＢからＡをみるとＡから来る光は赤方偏移して見えます。



では、今度はロケットＡから見たらどうなるでしょう。Ａは自由落下しているのでロケットに乗っている 人にとっては特殊なことは起きていません。もし乗っている人が事情を知らず外を見なければ通常の 宇宙空間に浮かんでいるだけだと思うでしょう。
ロケットＡに乗っている人は自分のいる空間こそが水平だと思っているでしょう。そして逆に観測者 Ｂがいる空間が傾いていると感じるはずです。つまりロケットＡにとっての空間は下図のようになります。
そして、Ｂから来る光が赤方偏移して見えるとすれば、赤方偏移は相手の空間が傾いて見える場合に 起きる現象だと言う事ができます。
赤方偏移が起きるのは巨大な重力があるからではなくて相手の空間がその観測者に とっては傾いているからなのです。
ＢからＡを見た時もそうでした。ＢにとってはＢがいる空間が水平でＡの空間が傾いていました。 だからＡから来る光が赤方偏移したと考えられます。

Ｃ．では宇宙ではどうなっているんでしょう。

まず、宇宙の形を決めておかなければいけません。
私は、宇宙は４次元的に球形をしており大きさは有限だが端はない定常宇宙だと考えます。 つまり地球のような形です。
宇宙が球形をしていれば、下図のように、ある場所を基準に考えるとそこから離れるにしたがって 空間は徐々に傾いていきます。遠くに離れれば離れるほどその傾きはひどくなります。



この傾きはブラックホールでの説明と同じことだと考えられないでしょうか。 我々のいる場所から見ると遠く離れた空間は傾いて見える。これはブラックホールと同じ現象です。 だったら、傾いた空間から来る光は我々にとっては赤方偏移しているはずです。
そうです、だから遠くの銀河から来る光は赤方偏移して見えるのです。 銀河が遠くなればなるほど空間の傾きはひどくなります。そうすると赤方偏移もひどくなります。
このように考えられないでしょうか。

こう考えれば、定常宇宙でも赤方偏移が起きる理由が説明できます。

Ｄ．こう考えるメリット

ビッグバン理論で、私が一番不思議に思うことは空間は光速を超えて運動してもいいことになっている点です。 従って空間に乗っている物同士は光速を超えて運動してもかまわないことになっています。
でも、これは相対性理論的にはどう解釈されているのでしょう。
相対論では空間などと言う基準になる座標系はないとされています。しかし、ビッグバン理論ではしっかりと 基準になる座標系を認めます。そして一番の問題、相対論では光速を超えられないとされていますが ビッグバン理論ではあっさりと光速を超えてもかまわないとなっています。
これは、どう考えても相対論を一部変更して相対論に空間の運動という概念を持ち込み相対論の式を 再構築しないといけないと思うのですがそのような式は存在しないようです。
ビッグバン理論がこう考えている理由の一つに望遠鏡で観測する実際の宇宙が （もし赤方偏移の理由がドップラー効果であれば）遠くの銀河は光速を超えて運動していると 認めざるを得ないところからきています。

しかし、もし、赤方偏移が空間の傾きによるものだとしたら、相対論を拡張する必要はありません。
遠くの銀河の赤方偏移が無限大に達する地点はちょうどブラックホールの事象の地平線に相当する場所なのです。 その場所が光速で遠ざかっていると考えなくてもすみます。
事象の地平線より先はもうここからは見えません。まさに地球の地平線と同じなのです