Задание № 5294 по физике: Космология

КосмологияОдин ответ · среднее

Средняя плотность Вселенной, при которой расширение со временем замедляется до остановки, но не сменяется сжатием, называется критической: ρкр=3H28πG\rho_{кр}=\dfrac{3H^{2}}{8\pi G}, где HH — постоянная Хаббла. Примите H=70H = 70 км/(с·Мпк), 1 Мпк =3,09⋅1022=3{,}09\cdot10^{22} м, G=6,67⋅10−11G=6{,}67\cdot10^{-11} Н·м²/кг², масса атома водорода 1,67⋅10−271{,}67\cdot10^{-27} кг. Если бы вещество Вселенной с критической плотностью состояло только из атомов водорода, то их концентрация была бы равна

  1. A16,5 м⁻³
  2. B11 м⁻³
  3. C1,8 м⁻³
  4. D5,5 м⁻³
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор

Верный ответ

  • D5,5 м⁻³

Разбор

1) Переводим постоянную Хаббла в СИ: H=7⋅104 м/с3,09⋅1022 м≈2,27⋅10−18H=\dfrac{7\cdot10^{4}\ \text{м/с}}{3{,}09\cdot10^{22}\ \text{м}}\approx2{,}27\cdot10^{-18} с⁻¹. 2) H2≈5,13⋅10−36H^{2}\approx5{,}13\cdot10^{-36} с⁻². 3) Критическая плотность: ρкр=3⋅5,13⋅10−368⋅3,14⋅6,67⋅10−11≈9,2⋅10−27\rho_{кр}=\dfrac{3\cdot5{,}13\cdot10^{-36}}{8\cdot3{,}14\cdot6{,}67\cdot10^{-11}}\approx9{,}2\cdot10^{-27} кг/м³. 4) Концентрация атомов водорода: n=ρкрm=9,2⋅10−271,67⋅10−27≈5,5n=\dfrac{\rho_{кр}}{m}=\dfrac{9{,}2\cdot10^{-27}}{1{,}67\cdot10^{-27}}\approx5{,}5 м⁻³. Значение «11 м⁻³» получается при замене 8π8\pi на 4π4\pi, «1,8 м⁻³» — при потере множителя 3, «16,5 м⁻³» — при лишнем множителе 3.

Ошибка в задании

Опишите ошибку в условии, вариантах или разборе. Не больше 1000 знаков.

Похожие задания по теме «Космология»

Все 12 заданий темы

Репетиторы по физике

Тренажёр

Потренируйте тему «Космология»

12 заданий по одному, с ответом и разбором сразу. Без лимита времени.

Свой пробник

Соберите пробник с таймером

Как на ЕНТ: 2 минуты на задание.

Из каких заданий
Сколько заданий