什么是负能量?什么是负质量?应该怎么理解,有负质量的物质存在吗

Question

什么是负能量?什么是负质量?应该怎么理解,有负质量的物质存在吗

Answer 1

负质量宇宙的起源：
微波背景的观测确定了宇宙曾经有过激烈的巨变式的起源,曾经以自然优美的形式吸引大家注意的稳恒态宇宙模型不能以自然的方式解释这一观测事实.于是大爆炸宇宙学说占了主导地位,基于大爆炸理论的宇宙模型很好地解释了微波背景的起源并精确预言了辐射温度值的大小.并经不断完善,最终成为 "标准模型".在观测数据很不充分的情况下,标准模型较为成功地以一致的方式描画了宇宙图景.同时标准模型也留下了一些难以解决的问题.加速膨胀的宇宙观测结果就是其中之一.下面我们试着用负质量来理解宇宙的创生与演化.假定原初宇宙（物理宇宙）起源于量子涨落扰动产生的局部区域,当涨落产生局域质量为正时,正质量区域是力学稳定的,不会产生剧变式的爆炸.而当这种区域质量为负时大爆炸就会发生,这种爆炸主要源于负质量区域的力学不稳定性.这样宇宙最初起源于负质量的真空区域,在大爆炸的同时,由于宇宙体积的增大,负质量的密度趋向于零,作为一种负反馈机制,必将有正质量产生,这样,宇宙中的可见和不可见正质量物质来源于负质量宇宙膨胀过程中的负反馈.同样,正质量产生后,由于膨胀的负反馈也会产生负质量,但只要宇宙还在加速膨胀,就意味质量态的负反馈机制起主导作用,这样就会有正质量的连续创生.但这种创生的具体机制与过程现在还没有一个可用的模型来描述.特别是现在的宇宙已经远离了大爆炸的处态,这种物质创生是宇宙尺度的,在我们观测范围内将很难找到确切的证据.但是物质连续创造的假定在稳恒态宇宙模型中是必须的.
另外,狄拉克的大数假说也预言了物质连续创生过程.
另外基于这一模型我们的正物质处于浸没于负质量海中的状态,为什么正负物质不会局部湮没成零呢?这个问题可以这样理解,事实上这种湮没过程随时存在,只是必须以宇宙尺度才能明显观察到,况且在正负质量互相转化时由于处在非平衡的膨胀过程中,负质量转化为正质量的负反馈占相对主导的地位.总之我们还能生活与思考而没有溶解于真空或被不断创生物质挤扁,得益于宇宙正处在相对稳定膨胀的时期.
负能量(Negative Energy)意味着负质量.第一位探讨负物质的科学家就是稳恒态宇宙论的创始人之一英国天文学家邦迪(H.Bendi).他在1957年就证明了:负物质以一个恒定的不断增加的速度追逐正物质的概念是与广义相对论一致的.有人猜想,20世纪80年代末期发现的几乎没有星系存在的直径
真空中的量子涨落具有能量（零点能）,如果某物质的能量低于周围空间的量子涨落能量就说这个物质具有负能量.
以真空中量子涨落能量为零点,高于的叫正能量,低于的叫负能量
在卡西米尔效应中的两平行金属板之间的真空具有负能量.
现在的宇宙大爆炸理论认为,宇宙的能量之和是0.宇宙诞生的时候,产生了正能量和负能量,两者相等.负能量可以理解为引力场的能量.正能量则产生了正负粒子.正负粒子的数量原本应该一样,但是实际上可能一百亿对粒子之外会多一个正粒子,于是经过正负粒子的湮灭,产生了大量的热量并剩下了大量的正粒子.剩余的热量就是宇宙背景辐射,而剩余的正粒子就形成了我们看到的这个物质世界.现在的科学家认为万有引力是负能量的主要组成部分,但是由于对万有引力的性质和宇宙的空间结构并不非常了解,因此还是个有待进一步研究的问题.不过现在的很多天文观测结果和物理理论都非常支持上述观点.这些是现在被广泛接受的宇宙大爆炸理论的重要组成部分.
负能量和反物质之间没有必然的关系,物质和反物质都是由正能量组成的,质量就是正能量的一种禁锢状态.物质可以有相对的反物质,但是质量是没有负的.