题干

黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种质量极大的天体,黑洞自身不发光,难以直接观测,我们可以通过恒星运动,黑洞边缘的吸积盘及喷流,乃至引力波来探测。美国在2016年6月“激光干涉引力波天文台”(LIGO)就发现了来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统合并产生的引力波。
假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体,天文学家观测到一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动,由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞。设万有引力常量为G。
(1)利用所学知识求该黑洞的质量M
(2)严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在,他们认为黑洞的引力很大,大到物体以光速运动都无法从其逃脱。我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为(规定无穷远处势能为零),若按照牛顿力学体系将地球变为一个黑洞,求地球变为黑洞后的最大半径Rm。(已知万有引力常量G=6.67×10-11N·m²/kg²,地球质量M=6.02×1024kg)。
上一题 下一题 0.65难度 解答题 更新时间:2019-06-06 06:19:14

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