Volume 27: Pages 116-125, 2014
On the nature of light and relativity
Richard D. Sauerheber1,2,a)
1Department of Chemistry, University of California, San Diego, La Jolla, California 92037, USA
2STAR Center, Palomar Community College, San Marcos, California 92069, USA
Concepts from the special theory of relativity are widely held, including time dilation theory, perceived to have experimental confirmation, and believed to have no disproof from well controlled prospective experiments. Demonstrated here is that although relativity for light is special, in being an entity always traveling at fixed speed in the propagation direction from its source coordinate, the notion that time “dilates” for objects in motion was an unfortunate extrapolation: (1) An element is derived, missing from the original analysis, which demonstrates that for bodies in motion, the time required to be illuminated differs compared with that in the absence of motion, but absolute time itself does not “dilate.” The times required for a moving rod and for a stationary rod are identically calculated by both an observer in motion and one stationary. (2) Experiments with laser light sources, observed while the earth revolves and orbits and produces variable lateral source velocity, demonstrated that light pulses shift laterally along with the source and target while propagating at speed c to intercept the target. Pulses have a lateral velocity imparted by the orbiting earth, a necessary finding to understand special relativity. Examples are provided that clarify thought experiments commonly presented in Physics texts, and (3) intrinsic properties of light photons, such as self propagation, intrinsic speed, and relative velocity, are discussed.
Les concepts issus de la théorie de la relativité restreinte, et notamment la théorie de la dilatation du temps, sont largement acceptés et sont considérés comme ayant été confirmés expérimentalement sans possibilité d'être invalidés par des expériences contrôlées. Nous démontrons ici que malgré le caractère spécial de la relativité pour la lumière, s'agissant d'une entité qui voyage toujours à une vitesse constante dans la direction de propagation à partir de sa coordonnée source, la notion que le temps se 'dilate' pour des objets en mouvement était une extrapolation malheureuse: 1) On déduit un élément, manquant dans l'analyse initiale, qui démontre que pour les corps en mouvement, la durée d'illumination nécessaire change par rapport à l'absence de mouvement mais que le temps absolu lui-même ne se 'dilate' pas. Les durées nécessaires pour une tige en mouvement et une tige stationnaire sont calculées avec un observateur en mouvement et un observateur stationnaire. 2) Des expériences avec des sources de lumière laser, observées pendant que la Terre tourne sur elle-même et autour du soleil en créant ainsi une source de vitesse latérale variable, ont démontré que les impulsions lumineuses étaient latéralement décalées comme la source et la cible tout en voyageant à la vitesse c pour intercepter la cible. Les impulsions ont une vitesse latérale communiquée par la révolution de la Terre, un résultat nécessaire pour comprendre la relativité restreinte. Des exemples sont fournis afin de clarifier des expériences de pensée couramment présentées dans des ouvrages de physique. 3) Enfin, les propriétés intrinsèques des photons, telles que l'auto-propagation, la vitesse intrinsèque et la vitesse relative, sont discutées.
Key words: Special Relativity; Intrinsic Velocity; Relative Velocity; Lateral Momentum; Time Dilation.
Received: November 14, 2013; Accepted: January 9, 2014; Published Online: March 5, 2014
a)This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
