栄光（光学現象）

虹は光学現象で、観察者の頭の影の周囲に聖人の象徴的な 光輪に似た形で現れ、太陽光または（まれに）月の光が霧や雲を構成する小さな水滴と相互作用することによって生じます。虹は 1 つまたは複数の同心円状の、次第に暗くなるリングで構成され、それぞれのリングは外側が赤く、中心に向かって青みがかっています。その見た目から、この現象は円形の虹と間違われることがありますが、後者は直径がはるかに大きく、異なる物理的プロセスによって生じます。

輝きは、小さな水滴内で内部屈折した光の波の干渉によって生じます。

状況（雲の中の水滴の大きさの均一性など）に応じて、1つまたは複数のグローリーリングが見える場合があります。リングが完全であることはめったになく、観察者の影によって中断されます。^[1]内側の最も明るいリングの角度サイズは虹の角度よりもはるかに小さく、水滴のサイズに応じて約5°から20°です。^[2]適切な条件では、グローリーと虹が同時に発生することがあります。^[3]

「山や丘の斜面、飛行機や海霧、さらには屋内でも栄光を見ることができます。」^{[1] [4]}

虹のように、屋外の輝きは、観測者の頭の影と一致する反太陽点（または、月の場合は反月点）を中心としています。この点は、空における太陽（または月）の位置と正反対にあるため、太陽（または月）の出入り時を除いて、通常は観測者の地平線の下にあります。屋外の輝きは、通常、航空機から観測されます。後者の場合、飛行機が雲の上に影が見えるほど低く飛んでいる場合は、輝きは常に飛行機を取り囲みます。これは、パイロットの輝きと呼ばれることもあります。

2024年、天文学者たちはグローリーの存在が太陽系外惑星WASP-76bの特定の観測結果を説明できるかもしれないと示唆した。この解釈が確認されれば、太陽系外のグローリーのような現象が初めて発見されることになるだろう。^[5]

山や高い建物から見ると、その輝きはしばしばブロッケン現象と関連して見られる。ブロッケン現象とは、太陽が低い位置にあるときに、観察者が立っている山の下の雲に映る、明らかに非常に拡大された観察者の影のことである。ブロッケンという名前は、ドイツのハルツ山脈の最高峰であるブロッケンに由来する。山頂は雲面より上にあり、その周辺は霧がかかっていることが多いため、雲層に影が映りやすい条件が一般的である。雲層の動きによってひとりでに動いているように見える巨大な影 (この動きはブロッケン現象の定義のもう 1 つの要素である) は輝きに囲まれており、ハルツ山脈が魔女や悪霊の隠れ家であるという評判の一因となっている可能性がある。ゲーテの『ファウスト』では、ブロッケンはブロックスベルクと呼ばれ、ワルプルギスの夜に魔女のサバトの行われる場所である。

1887年にアンリ・ポアンカレによって初めて説明された現代の光理論は、光波の電磁場の複雑な角運動量（回転）を通じて輝きの現象を説明することができ、量子理論を必要としません。^{[6] [7]}虹のような現象の概要は1977年にサイエンティフィック・アメリカンに掲載され、次のように述べています。

エレガントだが一見抽象的でもある複素角運動量理論の中に、これら 2 つの自然現象 [栄光と第 10 次虹] の説明が見つかり、そこに両者の予期せぬつながりがあることがわかったのは喜ばしいことです。

— ヌッセンツヴェイグ陛下^[8]

20 世紀の虹と光芒の現象に関する研究のほとんどは、現象の各ポイントにおける光の正確な強度を決定することに焦点を当てており、これには量子論が必要です。1947 年、オランダの天文学者ヘンドリック ファン デ フルストは、表面波が関係していると示唆しました。彼は、光芒の色のついたリングの明るさは、「短い」経路と「長い」経路の表面波の間の 2 つの光線の干渉によって引き起こされると推測しました。これは、正反対のポイントから液滴に入る光線によって生成されます (両方の光線は 1 回の内部反射を受けます)。^{[9]ブラジルの物理学者}ヘルク モイセス ヌッセンツヴェイグの理論では、光芒によってビームバックされる光エネルギーは、主に古典的な波トンネル効果(論文ではエバネッセント波結合と同義) から発生すると示唆しています。これは、液滴の表面に沿って移動するエバネッセント光波と液滴内部の波との相互作用です。^[10]

CTRウィルソンはベンネビス気象観測所で臨時観測員として働いていたときに、雲の輝きを目にした。その印象的な光景に触発され、彼は人工の小規模な雲を作れるように、実験室で雲を作り出す装置を作ることを決意した。彼の研究は霧箱に直接つながり、電離放射線を検出する装置で、アーサー・コンプトンとともに1927年にノーベル物理学賞を受賞した。^[11]

中国では、この現象は仏光（または光輪）と呼ばれています。黄山や峨眉山など、雲に覆われた高山でよく見られます。峨眉山でのこの現象の記録は西暦 63 年に遡ります。色鮮やかな光輪は常に観察者自身の影を囲むため、観察者の個人的な悟り（仏または神性と関連）を示すものと解釈されることが多かったのです。 ^{[引用が必要]}

西洋の紋章学では、様式化された栄光が時折登場します。アメリカ合衆国の国璽には 2 つの栄光が描かれています。表面では雲を突き抜ける栄光が 13 個の星の集まりを囲み、裏面では未完成のピラミッドの上にあるプロビデンスの目を囲む栄光です。 ^[要出典]

• 降下する飛行機から見た栄光
• 
  スコットランドのアン・ティーラックでのハイキング中に出会った栄光
• 
  サンフランシスコのゴールデンゲートブリッジの霧の虹、太陽の輝き、ブロッケン現象
• 
  宇宙から撮影されたグローリー。細長い形は写真の合成合成によるもので、実際の形ではありません。
• 
  水素気球から見た太陽の栄光を描いた 19 世紀の絵。出典: G. Tissandier 著「Histoire de mes ascensions」(1887 年)、133 ページ。
• 
  国際宇宙ステーションから見た栄光

ウィキメディア・コモンズには、 Gloriesに関連するメディアがあります。

• メイズ、ローレンス（2003年9月1日）「Glories – an Atmospheric Phenomenon」、2007年8月16日時点のオリジナルよりアーカイブ、 2007年9月4日閲覧。
• Nave, R (nd), Glories 、2007年9月4日閲覧
• Nussenzveig, H. Moysés (2012年1月1日). 「栄光の科学」. Scientific American . 306 (1): 68–73. Bibcode :2011SciAm.306f..68N. doi :10.1038/SCIENTIFICAMERICAN0112-68. ISSN  0036-8733. PMID  22279838. S2CID  38936268. Wikidata  Q83329963.

• 飛行機から見た栄光のビデオは、2022年5月4日にGhostarchive.orgにアーカイブされています。
• 栄光 – 説明と画像ギャラリー
• 栄光はどのようにして形成されるのでしょうか?
• 宇宙からのグローリーの初観測
• 栄光の科学、サイエンティフィック・アメリカン、2012年1月
• 栄光とブロッケンスペクターのパノラマ