Question

【题目】2017年诺贝尔物理学奖颁给LIGO科学合作组织的三位主要成员，以表彰他们对引力波研究的卓越贡献。在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，并以引力辐射的形式传输能量。2015年9月，LIGO科学合作组织成功探测到来自于13亿年前两个黑洞合并时产生的引力波信号。假设两黑洞合并前绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，不计其它天体的影响，下列判断正确的是

A. 合并前两黑洞间的万有引力越来越小

B. 合并前两黑洞旋转的周期越来越大

C. 合并前两黑洞旋转的线速度越来越大

D. 合并前后两黑洞的总质量保持不变

Answer 1

【答案】C

【解析】设两个黑洞的质量分别为、，合并前两者的距离为L， 绕它们连线的某一点运动的轨道半径为， 的半径为，它们之间的万有引力提供向心力，它们具有相同的周期，万有引力，两黑洞合并前、都不变，而L越来越小，故万有引力越来越大，A错误；根据，解得： ，则两黑洞的总质量为，解得： ，合并前两黑洞的总质量不变，L减小，故周期T也在减小，故B错误；根据，解得： ，同理得： ，由于比、的减小量大，则线速度增大，故C正确．双黑洞的合并存在质量亏损，合并前质量为36+29=65个太阳质量，合并后为62个太阳质量，故质量亏损为3个太阳质量，即相当于3个太阳质量的能量在合并过程中被释放，故D错误；故选C.