負質量

“負物質”與“反物質”（antimatter）是完全不同的概念，負物質擁有負質量/負能量，而反物質具有正質量/正能量。反物質與普通物質一樣會被重力場吸引，但另一方面負物質不會受重力場吸引，反而會受其排斥。

廣義相對論所描述的引力及牛頓運動定律同樣適用於具有正能量值或負能量值的粒子，也就是説亦適用於具有負質量的物質，但並不包括其他基本相互作用力。

物理學家米給爾·阿庫別瑞就曾提出一個阿庫別瑞引擎（或稱曲速引擎），需要由負物質或負能量推動。

下面我們試着用負質量來理解宇宙的創生與演化。假定原初宇宙（物理宇宙）起源於量子漲落擾動產生的局部區域，當漲落產生局域質量為正時，正質量區域是力學穩定的，不會產生劇變式的爆炸。而當這種區域質量為負時大爆炸就會發生，這種爆炸主要源於負質量區域的力學不穩定性。這樣宇宙最初起源於負質量的真空區域，在大爆炸的同時，由於宇宙體積的增大，負質量的密度趨向於零，作為一種負反饋機制，必將有正質量產生，這樣，宇宙中的可見和不可見正質量物質來源於負質量宇宙膨脹過程中的負反饋。同樣，正質量產生後，由於膨脹的負反饋也會產生負質量，但只要宇宙還在加速膨脹，就意味質量態的負反饋機制起主導作用，這樣就會有正質量的連續創生。但這種創生的具體機制與過程還沒有一個可用的模型來描述。特別是宇宙已經遠離了大爆炸的初態，這種物質創生是宇宙尺度的，在我們觀測範圍內將很難找到確切的證據。但是物質連續創造的假定在穩恆態宇宙模型中是必須的。

另外，狄拉克的大數假説也預言了物質連續創生過程。

宇宙學家已經研究了它對時空結構的影響，但他們通常得出的結論是，負物質不可能存在，因為它打破了愛因斯坦廣義相對論的基本假設。然而，加拿大大學的科學家發現了一種對廣義相對論的解決方案，它允許負質量存在且不破壞任何基本假設。他們認為，只要有一個合理的產生它的途徑，它就可以存在。他們的結論指出，如果正質量和負質量同時存在，它們會形成等離子體，這對天文學的未來具有重要的意義。

此前，物理學家Peter Angles和華盛頓州立大學的一個研究小組聲稱制造出了一種負質量的液體。與世界上我們所知的一切物理對象不同，它不會在被推的方向上加速，它會向後加速，也就是朝向施加力的相反方向。這種現象很少在實驗室條件下產生，它可以用來探索一些更具挑戰性的概念。

2017年4月10日，研究小組通過將銣原子的温度降低到剛接近絕對零度，創造了新的有效質量。它被稱為玻色-愛因斯坦凝聚態，這個冷卻狀態的粒子移動非常慢。此時，銣超流體有正常的質量，它遵循量子力學的原理，表現得像波。這種物質狀態被稱為“超流動性”，在這種狀態下，液體可以從罐子的側面緩慢上升到頂端。利用激光阱，研究小組能夠逆轉這個狀態下的一些銣原子的自旋。然後他們觀察到原子一旦從光阱中釋放出來，就會擴展並顯示出負質量的特性，特別是朝向推進力加速而不是遠離它。

此前一些關於超材料的研究表明，一些未被發現的超導體合成物也可以顯示出負質量的跡象。 ^[1] 

另外，基於這一模型，我們的正物質處於浸沒於負質量海中的狀態，為什麼正負物質不會局部湮沒成零呢？這個問題可以這樣理解，事實上這種湮沒過程隨時存在，只是必須以宇宙尺度才能明顯觀察到，況且在正負質量互相轉化時由於處在非平衡的膨脹過程中，負質量轉化為正質量的負反饋佔相對主導的地位。總之我們還能生活與思考而沒有溶解於真空或被不斷創生物質擠扁，得益於宇宙正處在相對穩定膨脹的時期。