Volume 25: Pages 256-263, 2012

Resolution of the Ehrenfest paradox, Sagnac effect, and the Michelson–Morley experiment

Jaroslav Hynecek ^a)

Isetex, Inc., 905 Pampa Dr., Allen, Texas 75013, USA

In this article the resolution of the famous Ehrenfest paradox (http://nl.wikipedia.org/wiki/Ehrenfest_paradox) is presented. The paradox relates to a spinning disk and the Special Relativity Theory (SRT) applied to it. The paradox resolution is based on the proposition that the paradox results from an incorrect application of SRT to a system that is not in an inertial motion. The centrifugal and centripetal forces resulting from rotation are always present and need to be accounted for. With the use of the author's previously derived metric for the axially symmetric space–time the effect of centrifugal and centripetal forces can be correctly included. When this is done no paradox is obtained and it is shown that the spinning disk appears to have a flat space–time geometry. This finding also provides the correct interpretation of the null result of the Michelson–Morley experiment, the correct explanation of the Fizeau experiments, and a simple and consistent explanation of the Sagnac effect. The theoretical descriptions of all these experiments should, therefore, always include the effect of the centrifugal force of Earth's rotation. The measured data from other experiments conducted on rotating systems are explained by the inertial mass increase as correctly described by SRT.

Cet article présente la résolution du célèbre paradoxe d'Ehrenfest (http://nl.wikipedia.org/wiki/Ehrenfest_paradox). Ce paradoxe est lié à l'application de la Théorie de Relativité Restreinte (TRR) à un disque tournant. La résolution se base sur le précepte selon lequel ce paradoxe résulte d'une application incorrecte de la TRR à un système qui ne constitue pas un mouvement inertiel. Les forces centrifuge et centripète générées par la rotation sont toujours présentes et doivent être prises en compte. À l'aide de la métrique dérivée précédemment de l'auteur pour l'espace-temps à symétrie axiale, l'effet des forces centrifuge et centripète peut être correctement pris en compte. Le paradoxe est ainsi éliminé et il s'avère que le disque tournant semble avoir une géométrie d'espace-temps plate. Cette découverte permet également d'obtenir la bonne interprétation du résultat nul de l'expérience de Michelson–Morley, la bonne explication des expériences de Fizeau et une explication simple et cohérente de l'effet Sagnac. Les descriptions théoriques de toutes ces expériences devraient donc toujours tenir compte de l'effet de la force centrifuge sur la rotation de la Terre. Les mesures obtenues lors d'autres expériences conduites sur des systèmes en rotation s'expliquent par l'augmentation de la masse inertielle, telle que correctement décrite dans la TRR.

Key words: Ehrenfest Paradox, Mősbauer Effect, Special Relativity Theory, General Relativity Theory, Schwarzschild Metric, New Space–Time Metric, Sagnac Effect, Michelson–Morley Experiment, Transversal Fizeau Effect, One-Way Speed of Light

Received: June 28, 2011; Accepted: March 31, 2012; Published Online: June 14, 2012

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