經(jīng)過(guò)用天文望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)期觀測(cè),人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng),通過(guò)對(duì)它們的研究,使我們對(duì)宇宙中物質(zhì)的存在形式和分布情況有了較深刻的認(rèn)識(shí).雙星系統(tǒng)由兩個(gè)星體構(gòu)成,其中每個(gè)星體的線度都遠(yuǎn)小于兩星體之間的距離.一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn),可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)來(lái)處理.現(xiàn)根據(jù)對(duì)某一雙星系統(tǒng)的光度學(xué)測(cè)量確定:該雙星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量都是m,兩者相距L,它們正圍繞兩者連線的中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
(1)試計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T
計(jì)算;
(2)若實(shí)際上觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)周期為T
觀測(cè),且T
觀測(cè):T
計(jì)算=1:
(N>1).為了解釋T
觀測(cè)與T
計(jì)算的不同,目前有一種流行的理論認(rèn)為,在宇宙中可能存在一種望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)不到的暗物質(zhì).作為一種簡(jiǎn)化模型,我們假定在以這兩個(gè)星體連線的中點(diǎn)為圓心、
為半徑的一個(gè)球體內(nèi)均勻分布著這種暗物質(zhì).若不考慮其他暗物質(zhì)的影響,請(qǐng)根據(jù)這一模型和上述觀測(cè)結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的密度.(球的體積
V=πr3,式中r為球半徑)