题目内容

已知物体从地球上的逃逸速度,其中G、M、R分别是万有引力常量、地球的质量和半径.已知、光速,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,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,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脱离宇宙.问宇宙的半径至少为多大?

答案:略
解析:

答案:(1)2.93km (2)光年

解析:(1)由题目所提供的信息可知,任何天体都存在其所对应的逃逸速度,对于黑洞来说,其逃逸速度大于真空中的光速,即,所以,即太阳成为黑洞时的最大半径为2.93km.

(2)把宇宙视为一普通天体,则质量为,其中R为宇宙半径,为宇宙密度,则宇宙所对应的逃逸速度为,由于宇宙密度使其逃逸速度大于光速,即v>c,由以上的三个关系可得光年.


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