2016年2月11日，美國(guó)“激光干涉引力波天文臺(tái)”（LIGO）團(tuán)隊(duì)向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這個(gè)引力波來(lái)自于距離地球13億光年之外一個(gè)雙黑洞系統(tǒng)的合并．已知光在真空中傳播的速度為c,太陽(yáng)的質(zhì)量為M0，萬(wàn)有引力常量為G．
（1）兩個(gè)黑洞的質(zhì)量分別為太陽(yáng)質(zhì)量的26倍和39倍，合并后為太陽(yáng)質(zhì)量的62倍．利用所學(xué)知識(shí)，求此次合并所釋放的能量．
（2）黑洞密度極大，質(zhì)量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無(wú)法通過(guò)光學(xué)觀測(cè)直接確定黑洞的存在．假定黑洞為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球形天體．
a.因?yàn)楹诙磳?duì)其他天體具有強(qiáng)大的引力影響，我們可以通過(guò)其他天體的運(yùn)動(dòng)來(lái)推測(cè)黑洞的存在．天文學(xué)家觀測(cè)到，有一質(zhì)量很小的恒星獨(dú)自在宇宙中做周期為T，半徑為r0的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．由此推測(cè)，圓周軌道的中心可能有個(gè)黑洞．利用所學(xué)知識(shí)求此黑洞的質(zhì)量M；
b.嚴(yán)格解決黑洞問(wèn)題需要利用廣義相對(duì)論的知識(shí)，但早在相對(duì)論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體系預(yù)言過(guò)黑洞的存在．我們知道，在牛頓體系中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)也會(huì)具有勢(shì)能，稱之為引力勢(shì)能，其大小為Ep=-Gm1m2r（規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處勢(shì)能為零）．請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)，推測(cè)質(zhì)量為M′的黑洞，之所以能夠成為“黑”洞，其半徑R最大不能超過(guò)多少？
m
1
m
2
r
【考點(diǎn)】愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程的應(yīng)用；中子星與黑洞；常見(jiàn)力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：81引用：2難度：0.5
相似題
-
1．兩個(gè)動(dòng)能均為0.59MeV的氘核對(duì)心正碰，聚變后生成氦3，同時(shí)放出一個(gè)中子。已知氘核的質(zhì)量為3.3426×10-27kg,氦3的質(zhì)量為5.0049×10-27kg,中子的質(zhì)量為1.6745×10-27kg,假設(shè)碰前的動(dòng)能和聚變中釋放出的核能都轉(zhuǎn)變成了氦3和中子的動(dòng)能。求：
（1）寫出上述核反應(yīng)方程；
（2）核反應(yīng)中釋放的核能（單位用MeV，保留三位有效數(shù)字）；
（3）核反應(yīng)中產(chǎn)生的氦3的動(dòng)能（單位用MeV）。發(fā)布：2024/11/11 8:0:1組卷：65引用：1難度：0.3 -
2．1932年，有人使動(dòng)能為0.5MeV的質(zhì)子與靜止的
Li核碰撞，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)同樣的新核產(chǎn)生，這個(gè)核反應(yīng)方程式為．實(shí)驗(yàn)中測(cè)得放出的那兩個(gè)新核的動(dòng)能之和為17.6MeV，已知上述反應(yīng)中放出的那種新核的質(zhì)量為6.6466×10-27kg,73H和11Li的質(zhì)量分別為1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg,則反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm=kg,按愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系，相當(dāng)于放出MeV的能量，這個(gè)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好，從而證實(shí)了愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程．73發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：24引用：1難度：0.7 -
3．兩個(gè)動(dòng)能均為0.35MeV的氘核對(duì)心正碰，聚變后生成氦3，同時(shí)放出一個(gè)中子。已知氘核的質(zhì)量為3.3426×10-27kg,氦3的質(zhì)量為5.0049×10-27kg,中子的質(zhì)量為1.6745×10-27kg.假設(shè)碰前的動(dòng)能和聚變中釋放出的核能都轉(zhuǎn)變成了氦3和中子的動(dòng)能。求：
（1）寫出上述核反應(yīng)方程；
（2）核反應(yīng)中釋放的核能（單位用MeV，保留三位有效數(shù)字）；
（3）核反應(yīng)中產(chǎn)生的氦3的動(dòng)能（單位用MeV）。發(fā)布：2024/11/11 8:0:1組卷：102引用：3難度：0.7