Question

天文觀測(cè)表明：幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星（或星系）都在以各自的速度背離我們而運(yùn)動(dòng)，離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動(dòng)的速度（稱為退行速度）越大，也就是宇宙在膨脹.不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比，即v=Hr，式中H為一常量，稱為哈勃常數(shù)，已由天文觀察測(cè)定.為解釋上述現(xiàn)象，有人提出一個(gè)種理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大爆炸的火球開(kāi)始形成的.假設(shè)大爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)想我們就位于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們?cè)竭h(yuǎn)，這一結(jié)果與上述天文觀測(cè)一致.

由上述理論和天文觀測(cè)結(jié)果，可估算宇宙年齡T，其計(jì)算公式為T=_____________________.

 

Answer 1

【答案】

10¹⁰年 

【解析】

試題分析：題中提供兩個(gè)信息，一是宇宙在膨脹時(shí)，各星體以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比，即v=Hr；二是各星體勻速運(yùn)動(dòng)，

設(shè)想我們位于其中心.取大爆炸后的速度分別為v₁、v₂的兩個(gè)星體研究（v₁>v₂）

設(shè)大爆炸開(kāi)始到現(xiàn)在經(jīng)過(guò)的時(shí)間為T，由于各星體做勻速運(yùn)動(dòng)，物理模型如下圖所示.

則兩個(gè)星體的位移應(yīng)滿足：r₁=v₁T,r₂=v₂T,

根據(jù)r=vT，結(jié)合題中的v=Hr，可分析得到：

T==10¹⁰年

考點(diǎn)：宇宙 天體的年齡

點(diǎn)評(píng)：本題解題關(guān)鍵是理解到恒星的年齡就是恒星的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從星系所遵循的這些規(guī)律就能找到T=1/H.屬于信息閱讀題，這是近幾年高考的熱點(diǎn)問(wèn)題，考查閱讀審題能力。