题目内容

(10分)经过天文望远镜的长期观测,人们在宇宙中已经发现了许多双星系统,通过对它们的研究,使我们对宇宙中的物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识。双星系统是由两个星体组成,其中每个星体的线度都远小于两个星体之间的距离。一般双星系统距离其他星体很远,可以当作孤立系统处理。现根据对某一双星系统的光学测量确定,该双星系统中每个星体的质量都是M,两者间距L,它们正围绕着两者连线的中点作圆周运动。

(1)试计算该双星系统的周期T;

(2)若实验上观测到的运动周期为T’,为了解释两者的不同,目前有一种流行的理论认为,在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化模型,我们我们假定在以两个星体连线为直径的球体内均匀分布着密度为ρ的暗物质,而不考虑其它暗物质的影响,并假设暗物质与星体间的相互作用同样遵守万有引力定律。试根据这一模型计算双星系统的运动周期T’。

 

(1)由万有引力提供向心力有:

                       ……………(2分)

得:                       ……………(2分)

(2)暗物质的质量为:

                                    ……………(2分)

由万有引力提供向心力有:

                               ……………(2分)

                      得:         ……………(2分)

 

解析:

 

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