15. Larry M. Silverberg and Jeffrey W. Eischen, Theory of spacetime impetus

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Volume 34: Pages 548-563, 2021

Theory of spacetime impetus

Larry M. Silverberga) and Jeffrey W. Eischenb)

Department of Mechanical and Aerospace Engineering, North Carolina State University, Campus Box 7910, Raleigh, North Carolina 27695-7910, USA

This article introduces the theory of spacetime impetus (SI). The theory unites Newtonian theory (NT) and the theory of general relativity (GR). To develop SI, we reformulated NT in spacetime and replaced the particle primitive in NT with the fragment of energy primitive in field theory. SI replaces Newton’s second law F¼ma governing the motion of particles, where F, m, and a are, respectively, interaction force, mass, and acceleration, with the change equation P¼k governing the motion of fragments of energy, where P and k are, respectively, action force and the curvature of a path in spacetime. To verify SI, we conducted three tests: Test 1 predicted the precession angles of Mercury and Jupiter, test 2 predicted the bending angle of light as it grazes the surface of the sun, and test 3 predicted the radius of the photon sphere. All three tests were in agreement with GR, the third corresponding to strong Riemannian curvature in GR. The equations of motion in SI are in terms of Cartesian coordinates and time and are relatively simple to solve. Undergraduate students in science and engineering and others with similar mathematical skills can validate the results for themselves.

 

Cet article introduit une théorie de l’impetus de l’espace-temps (IET). Cette théorie unifie la Théorie Newtonienne (TN) et la Théorie de la Relativité Générale (TRG) Pour développer cette théorie, nous reformulons la TN dans l’espace-temps et remplaçons la particule primitive décrite par la TN par le fragment d’énergie primitive décrit par la théorie des champs. Dans cette théorie de l’IET, on remplace la seconde loi de Newton F = ma qui régit le mouvement des particules, où F, m, et a sont respectivement une force d’interaction, une masse et une accélération, par l’équation du changement P = k qui gouverne le mouvement de fragments d’énergie, P et k sont respectivement une force d’action et la courbure d’un trajet dans l’espace-temps. Afin de vérifier cette théorie de l’IET, nous avons effectué trois tests : Le Test 1 a permis de prédire les angles de précession de Mercure et de Jupiter, le test 2 a permis de prédire l’angle de courbure de la lumière lorsqu’elle frôle la surface du Soleil, le test 3 a permis de prédire le rayon d’une sphère de photons. Les résultats des trois tests sont en accord avec la TRG, le troisième correspondant à une forte courbure Riemannienne. Les équations du mouvement dans la théorie de l’IET sont exprimées en fonction de coordonnées Cartésiennes et du temps, et sont assez simples à résoudre.  Un étudiant de premier cycle en sciences ou en école d’ingénieur, ou avec des compétences mathématiques similaires, pourra effectuer les calculs de validation soi-même.

 

Key words: Bending of Light; Black Hole; Fragment of Energy; General Relativity; Impetus; Newtonian Theory; Photon Sphere; Spacetime.

Received: June 9, 2021; Accepted: October 16, 2021; Published Online: November 22, 2021

 

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