【正見新聞網2018年12月07日】
圖：宇宙中的纖維狀結構被認為可能與暗能量有關。Credit: Volker Springle/Max Planck Institute for Astrophysics/SP
夜晚仰望星空，可以看見繁星點點，整個宇宙充滿生機。其實，人們肉眼可見的只是浩瀚宇宙中的滄海一粟。現在科學家利用各種地面和空間望遠鏡，發現了無數的星球、星系，以至更大尺度的星系團等等宇宙結構。然而，現在科學家認為，宇宙中所有可見物質其實只占有整個宇宙的5%左右，而那95%無法探測的東西被稱為暗物質和暗能量。這個令人驚訝的事實徹底顛覆了「眼見為實」的日常概念。數十年間宇宙學家們一直致力於探測和理解暗物質和暗能量。最近，英國牛津大學的Jamie Farnes博士提出了一種新奇的猜想，也許所有的暗物質和暗能量其實是一種奇特的負質量物質表現形成的。
目前的標準宇宙模型認為，宇宙中存在大約5%的可見物質，25%的暗物質，以及75%的暗能量。暗物質主要負責提供足夠的引力維持星系穩定，不會像旋轉一盤散沙一樣自行解體。而暗能量則是促使宇宙加速膨脹的原因。但是標準宇宙模型並沒有給出暗物質和暗能量的物理意義。
Jamie Farnes博士認為，暗物質和暗能量很可能本質上是同一種東西，一種具有負質量的流體。這種奇特物質由於質量是負的，所以它的「引力」作用其實表現是排斥力。而如果有人去推動它，它不會被推開，而是會朝著人加速移動。經過仔細的計算機模擬計算，Jamie Farnes博士發現這種負質量物質可以表現和暗物質以及暗能量類似的性質。
負質量物質其實在更早以前被其他科學家提出過，但是標準宇宙學模型認為，由於宇宙在不斷的加速膨脹，這種負質量物質會變得越來越稀薄，因此不會在宇宙中占有重要比例。Jamie Farnes博士的模型相較之前的觀點引入了一個全新的「創造張量」的概念。這個張量會不斷地產生新的負質量物質。這樣就可以保證負質量物質在加速膨脹的宇宙中仍然保持足夠的比例。
正如道家一直強調的陰陽相生相剋的概念，我們的宇宙中的確存在著許許多多一正一負的對應關係，比如有正電荷和負電荷、物質和反物質等等。然而目前質量卻不存在著負質量的對應體。Jamie Farnes博士指出，很多暗物質和暗能量的理論都在嘗試修改愛因斯坦的廣義相對論，而實際上可能宇宙其實是非常和諧的存在著一正一負的對應關係，我們只是一直忽視了質量前面可以有一個負號。其實，愛因斯坦當年提出的宇宙學模型中也暗含負質量物質的概念。他提出的「宇宙學常數」的物理意義就需要一個充滿負質量的空間來實現。
由於負質量物質是一個全新的概念，它還需要很多科學研究來驗證。未來的頂級無線電望遠鏡陣平方千米陣(Square Kilometer Array)可能幫助驗證這個猜想。
這篇文章發表於2018年11月5日的《天文與天體物理學報》。