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Volume 30: Pages 156-160, 2017
Laboratory result from the National Institute of Standards and Technology justifies Evolved General Relativity predicted proposal for revision of 1983-adopted speed of light for higher accuracy
Abhijit Biswas and Krishnan R. S. Mania)
Indian Association for the Cultivation of Science, 2A, Raja S. C. Mullick Road, Calcutta 700 032, India
Between 1911 and 1921, Einstein stated on four instances regarding the “General relativistic nature of speed of light, c,” and in 1920 he categorically stated as one of the “Few Inferences from the general relativity (GRT)” that the special relativity (SRT) postulate of “constancy of c” is not valid according to GRT, as light rays could curve only when c varied with position, and that SRT cannot claim an unlimited domain of validity, since its results are valid only so long as it is possible to disregard the influences of gravitational fields on the phenomenon of light propagation. In short, Einstein indicated that the variable nature of c in GRT is intimately linked to the gravitational potential energy level at the corresponding location in space. Utilization of the numerical simulation methods enabled the authors to find that the variable speed of light cr is intimately linked to gravitational potential energy level at any point in space, through c0, which is the minimum magnitude of c in nature, or, the lower limit of the coordinate speed of light, measurable at infinite distance from all gravitating bodies, as determined and reported in an earlier paper. This approach helped further to probe deeper into the Einsteinian concept of “General relativistic nature of c,” so as to find that the two sets of Shapiro Time delay measured very accurately during the Viking Relativity Experiment in 1976–1977, for the closest approach of the radar signal from Sun’s center, expressed as 3.5 and 5.9 times the solar radius, enabled the computation of (i) c0 (ten-digit accuracy) over a vast tract of space (having the dimension of about 4 Astronomical units), and (ii) an order-of-magnitude more accurate value (computed up to the tenth significant digit, for the location of the 1983 experiment for determination of terrestrial c, conducted at NIST Lab, USA) of terrestrial c (than the corresponding 1983-adopted nine-digit magnitude), that is supported or justified by its (ten-digit) magnitude experimentally determined at NIST Lab, USA in 1983 (published in 1987). This paper presents to the international scientific community a proposal, based on the above-mentioned reason, that strongly suggests the need for (i) revision of the 1983 adopted magnitude of terrestrial c, and (ii) conducting low-cost experiments in terrestrial laboratories for fresh determination of c, utilizing the advanced present-age laser technology, as well as (iii) repetition of the Viking relativity experiment with dual-band round-trip measurements of time delay. The additional advantages may lead to at least another order-of-magnitude increase in the accuracy involving very little expenses, utilizing the advancement of technology that has emerged during last three decades. Thus, it appears that there is scope for making more than 2 orders-of-magnitude accuracy improvement in the magnitude of terrestrial c, and hence also of the length standard. Additionally, it may be mentioned that repetition of the abovementioned two experiments following Einstein’s dictum on long-continued experimental verifications of relativistic principles will lead to a deeper comprehension of the puzzling concept of the “General relativistic nature of c”.
Entre 1911 et 1921, Einstein a déclaré à quatre reprises concernant la “nature relativiste générale de la vitesse de la lumière “, et en 1920 il a catégoriquement déclaré comme l'une des “quelques inférences de la relativité générale (GRT)“ que la relativité spéciale SRT) de “constance de c “ n'est pas valable selon GRT, puisque les rayons lumineux ne peuvent se courber que lorsque c varie avec la position, et que SRT ne peut pas revendiquer un domaine de validité illimité, puisque ses résultats ne sont valables que pour autant qu’il est possible d'ignorer les influences des champs gravitationnels sur le phénomène de la propagation de la lumière. En bref, Einstein a indiqué que la nature variable de c en GRT est intimement liée au niveau d'énergie potentielle gravitationnelle à l'emplacement correspondant dans l'espace. L'utilisation des méthodes de simulation numérique a permis aux auteurs de constater que la vitesse variable de la lumière, cr, est intimement liée au niveau d'énergie potentielle gravitationnelle en tout point de l'espace, par co, qui est l'amplitude minimale de c dans la nature ou la limite inférieure de la vitesse coordonnée de la lumière, mesurable à une distance infinie de tous les corps gravitationnels, telle que déterminée et rapportée dans un article antérieur. Cette approche a permis de mieux approfondir le concept einsteinien de “nature relativiste générale de c“, afin de trouver que les deux ensembles de temps de Shapiro mesurés très précisément au cours de l'expérience de relativité Viking en 1976-77, pour l'approche la plus proche du signal radar du centre du soleil, exprimé en 3,5 et 5,9 fois le rayon solaire, a permis le calcul de : (i) co (précision à 10 chiffres) sur une vaste étendue d'espace (ayant la dimension d'environ 4 unités astronomiques), et (ii) une valeur plus précise de l'ordre de grandeur (calculée jusqu'au dixième chiffre significatif, pour la localisation de l'expérience de 1983 pour la détermination de terrestres c, effectuée au laboratoire NIST (États-Unis) adoptée à neuf chiffres), qui est étayée ou justifiée par sa grandeur (dix chiffres) déterminée expérimentalement au laboratoire du NIST, États-Unis en 1983 (publié en 1987). Cet article présente à la communauté scientifique internationale une proposition basée sur la raison susmentionnée, qui suggère fortement la nécessité pour (i) la révision de l'ampleur adoptée en 1983 du c terrestre, et (ii) la réalisation d'expériences peu coûteuses dans des laboratoires terrestres pour une nouvelle détermination de c, en utilisant la technologie laser à l'état avancé, ainsi que (iii) la répétition de l'expérience de relativité de Viking avec des mesures de temps de retard à double bande. Les avantages supplémentaires peuvent conduire à au moins une autre augmentation de l'ordre de grandeur de la précision impliquant très peu de dépenses, en utilisant l'avancement de la technologie qui a émergé au cours des trois dernières décennies. Ainsi, il semble qu'il soit possible de faire plus de 2 améliorations de précision des ordres de grandeur dans l'amplitude de la Terre c, et donc aussi de la norme de longueur. De plus, on peut mentionner que la répétition des deux expériences ci-dessus mentionnées suivant le dicton d'Einstein sur des vérifications expérimentales de longue date de principes relativistes, aboutira à une compréhension plus profonde du concept déroutant de “nature relativiste générale de c“.
Key words: Speed of Light; Relativity Theory; General Relativity; Remodeled Relativity Theory; Evolved General Relativity; Space Experiment; Relativistic Time; Coordinate Time; General Relativistic Speed of Light; Coordinate Speed of Light.
Received: December 7, 2016; Accepted: March 16, 2017; Published Online: April 12, 2017
a) This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.