Question

【题目】2016年2月11日23:40左右,激光干涉引力波天文台(LIGO)首次宣布发现了引力波。它来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞(质量分别为26个和39个太阳质量)互相绕转最后合并的过程。这一发现,证实了爱因斯坦100年前的预测,2017年诺贝尔物理学奖授予为发现引力波作出贡献的三位美国科学家。合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统,关于此双星系统,只考虑双星间的相互作用,下列说法正确的是()

A. 两个黑洞绕转的线速度大小相等

B. 两个黑洞的质量分别与各自绕转的线速度大小成反比

C. 两个黑洞绕转的向心加速度大小相等

D. 质量大的黑洞旋转半径大

Answer 1

【答案】B

【解析】

双星系统具有相同的角速度，靠相互万有引力提供向心力，向心力大小相等，有m1r1ω2＝m2r2ω2，则轨道半径之比等于质量之反比，根据v=rω知，线速度大小不等，故A错误。因为线速度与轨道半径成正比，轨道半径与黑洞质量成反比，则两个黑洞的质量分别与各自绕转的线速度大小成反比，故B正确。根据a=rω2知，由于轨道半径不等，则向心加速度大小不等，故C错误。轨道半径与黑洞质量成反比，质量大的黑洞旋转的半径小，故D错误。故选B。