2.
2016年2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并.已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M
0,万有引力常量为G.
(1)两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍,合并后为太阳质量的62倍.利用所学知识,求此次合并所释放的能量.
(2)黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在.假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体.
a.因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在.天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r
0的匀速圆周运动.由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞.利用所学知识求此黑洞的质量M;
b.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.我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m
1、m
2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E
p=-G
(规定无穷远处势能为零).请你利用所学知识,推测质量为M′的黑洞,之所以能够成为“黑”洞,其半径R最大不能超过多少?