2016年2月11日,美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)團隊向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波,這個引力波來自于距離地球13億光年之外一個雙黑洞系統(tǒng)的合并.已知光在真空中傳播的速度為c,太陽的質量為M0,萬有引力常量為G.
(1)兩個黑洞的質量分別為太陽質量的26倍和39倍,合并后為太陽質量的62倍.利用所學知識,求此次合并所釋放的能量.
(2)黑洞密度極大,質量極大,半徑很小,以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力,因此我們無法通過光學觀測直接確定黑洞的存在.假定黑洞為一個質量分布均勻的球形天體.
a.因為黑洞對其他天體具有強大的引力影響,我們可以通過其他天體的運動來推測黑洞的存在.天文學家觀測到,有一質量很小的恒星獨自在宇宙中做周期為T,半徑為r0的勻速圓周運動.由此推測,圓周軌道的中心可能有個黑洞.利用所學知識求此黑洞的質量M;
b.嚴格解決黑洞問題需要利用廣義相對論的知識,但早在相對論提出之前就有人利用牛頓力學體系預言過黑洞的存在.我們知道,在牛頓體系中,當兩個質量分別為m1、m2的質點相距為r時也會具有勢能,稱之為引力勢能,其大小為Ep=-Gm1m2r(規(guī)定無窮遠處勢能為零).請你利用所學知識,推測質量為M′的黑洞,之所以能夠成為“黑”洞,其半徑R最大不能超過多少?
m
1
m
2
r
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:79引用:2難度:0.5
相似題
-
1.兩個動能均為0.59MeV的氘核對心正碰,聚變后生成氦3,同時放出一個中子。已知氘核的質量為3.3426×10-27kg,氦3的質量為5.0049×10-27kg,中子的質量為1.6745×10-27kg,假設碰前的動能和聚變中釋放出的核能都轉變成了氦3和中子的動能。求:
(1)寫出上述核反應方程;
(2)核反應中釋放的核能(單位用MeV,保留三位有效數(shù)字);
(3)核反應中產生的氦3的動能(單位用MeV)。發(fā)布:2024/11/11 8:0:1組卷:64引用:1難度:0.3 -
2.兩個動能均為0.35MeV的氘核對心正碰,聚變后生成氦3,同時放出一個中子。已知氘核的質量為3.3426×10-27kg,氦3的質量為5.0049×10-27kg,中子的質量為1.6745×10-27kg.假設碰前的動能和聚變中釋放出的核能都轉變成了氦3和中子的動能。求:
(1)寫出上述核反應方程;
(2)核反應中釋放的核能(單位用MeV,保留三位有效數(shù)字);
(3)核反應中產生的氦3的動能(單位用MeV)。發(fā)布:2024/11/11 8:0:1組卷:102引用:3難度:0.7 -
3.1932年,有人使動能為0.5MeV的質子與靜止的
Li核碰撞,發(fā)現(xiàn)有兩個同樣的新核產生,這個核反應方程式為.實驗中測得放出的那兩個新核的動能之和為17.6MeV,已知上述反應中放出的那種新核的質量為6.6466×10-27kg,73H和11Li的質量分別為1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg,則反應中質量虧損Δm=kg,按愛因斯坦質能關系,相當于放出MeV的能量,這個計算值與實驗結果符合得很好,從而證實了愛因斯坦的質能方程.73發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:24引用:1難度:0.7