天文观测表明:几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大,也就是宇宙在膨胀.不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比,即v=Hr,式中H为一常量,称为哈勃常数,已由天文观察测定.为解释上述现象,有人提出一个种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远,这一结果与上述天文观测一致.
由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T,其计算公式为T=_____________________.
已知物体从地球上的逃逸速度v=,其中G、M、R分别是万有引力常量、地球的质量和半径.已知G=6.67×1011 N·m2·kg-2、光速c=2.99×108 m/s.
求下列问题:
(1)逃逸速度大于真空中光速的天体叫做黑洞,设某黑洞的质量等于太阳的质量M=1.98×1030kg,求它可能的最大半径;
(2)在目前天文观测范围内,物质的平均密度为0.4 kg/m3,如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体,其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物体都不能逃脱宇宙.问宇宙的半径至少多大?
在天体演变的过程中,红色巨星发生“超新星爆炸”后,可以形成中子星(电子被迫同原子核中的质子相结合而形成中子),中子星具有极高的密度.
(1)若已知某中子星的密度为107 kg/m3,该中子星的卫星绕它做圆轨道运动,试求该中子星的卫星运行的最小周期;
(2)中子星也在绕自转轴自转,则其密度至少应为多大?(假设中子星是通过中子间的万有引力结合成球状星体,引力常数G=6.67×1011N·m2·kg-2)
1997年8月26日在日本举行的国际学术会上,德国的研究组宣布了他们的研究成果,银河系的中心可能存在一个大黑洞,他们的根据是用口径为3.5 m的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星系进行近六年的观测,所得到的数据,他们发现银河系中心约60亿千米的星系正以2 000千米每秒的速度围绕银河系中心旋转.根据上面的数据,试在经典力学范围内(见提示),通过计算确认,如果银河系中心确实存在黑洞的话,其最大半径是多少?(最后结果保留一位有效数字,引力常数G=6.67×10-11N·m2·kg-2)提示:
(1)黑洞是一种密度极大的天体,其表面的引力是如此之强,以致包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力的作用;
(2)计算中可以采用拉普拉斯黑洞模型,即使墨洞表面的物体初速等于光速也逃脱不了引力的作用.
关于宇宙的成因,目前比较容易被接受的是宇宙起源于_____________.
现在,科学家们正在设法探寻“反物质”,所谓“反物质”是由“反粒子”构成的,“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量,但电荷的符号相反.据此,若有反α粒子,它的质量数和电荷数为多少?