【正见新闻网2018年12月07日】
图：宇宙中的纤维状结构被认为可能与暗能量有关。Credit: Volker Springle/Max Planck Institute for Astrophysics/SP
夜晚仰望星空，可以看见繁星点点，整个宇宙充满生机。其实，人们肉眼可见的只是浩瀚宇宙中的沧海一粟。现在科学家利用各种地面和空间望远镜，发现了无数的星球、星系，以至更大尺度的星系团等等宇宙结构。然而，现在科学家认为，宇宙中所有可见物质其实只占有整个宇宙的5%左右，而那95%无法探测的东西被称为暗物质和暗能量。这个令人惊讶的事实彻底颠覆了“眼见为实”的日常概念。数十年间宇宙学家们一直致力于探测和理解暗物质和暗能量。最近，英国牛津大学的Jamie Farnes博士提出了一种新奇的猜想，也许所有的暗物质和暗能量其实是一种奇特的负质量物质表现形成的。
目前的标准宇宙模型认为，宇宙中存在大约5%的可见物质，25%的暗物质，以及75%的暗能量。暗物质主要负责提供足够的引力维持星系稳定，不会像旋转一盘散沙一样自行解体。而暗能量则是促使宇宙加速膨胀的原因。但是标准宇宙模型并没有给出暗物质和暗能量的物理意义。
Jamie Farnes博士认为，暗物质和暗能量很可能本质上是同一种东西，一种具有负质量的流体。这种奇特物质由于质量是负的，所以它的“引力”作用其实表现是排斥力。而如果有人去推动它，它不会被推开，而是会朝着人加速移动。经过仔细的计算机模拟计算，Jamie Farnes博士发现这种负质量物质可以表现和暗物质以及暗能量类似的性质。
负质量物质其实在更早以前被其他科学家提出过，但是标准宇宙学模型认为，由于宇宙在不断的加速膨胀，这种负质量物质会变得越来越稀薄，因此不会在宇宙中占有重要比例。Jamie Farnes博士的模型相较之前的观点引入了一个全新的“创造张量”的概念。这个张量会不断地产生新的负质量物质。这样就可以保证负质量物质在加速膨胀的宇宙中仍然保持足够的比例。
正如道家一直强调的阴阳相生相克的概念，我们的宇宙中的确存在着许许多多一正一负的对应关系，比如有正电荷和负电荷、物质和反物质等等。然而目前质量却不存在着负质量的对应体。Jamie Farnes博士指出，很多暗物质和暗能量的理论都在尝试修改爱因斯坦的广义相对论，而实际上可能宇宙其实是非常和谐的存在着一正一负的对应关系，我们只是一直忽视了质量前面可以有一个负号。其实，爱因斯坦当年提出的宇宙学模型中也暗含负质量物质的概念。他提出的“宇宙学常数”的物理意义就需要一个充满负质量的空间来实现。
由于负质量物质是一个全新的概念，它还需要很多科学研究来验证。未来的顶级无线电望远镜阵平方千米阵(Square Kilometer Array)可能帮助验证这个猜想。
这篇文章发表于2018年11月5日的《天文与天体物理学报》。