（南昌市绿化管理处）

天文观测发现，星系、星系团等天体系统的动力学质量远大于光度学质量，表明在这些天体系统中存在大量不发光的“暗物质”。对于暗物质的具体形态已存多种猜测，但最恰当的解释可能是：除了少数暗物质由某些矮星及中子星、黑洞等组成外，大多数暗物质源于真空。

真空不空，这已被科学实验所证实。量子场论认为真空是量子场的基态，而质子、中子、电子等各种粒子则是量子场的激发态，已知量子场的这些激发态具有引力，那么，真空一量子场的基态有没有引力呢？事实上，至今并无可靠的证据认为真空没有引力。作为一种基本力，引力不太可能是在量子场从“基态”转化为“激发态”的瞬间产生的。只是由于真空中的物质通常均匀分布，质子、中子等普通物质受到其周围真空物质引力的合力为零，从而造成了真空物质没有引力的假象。但是，真空的引力效应在一定条件下会显示出来。普通物质与真空物质之间的引力作用会使真空的物质密度产生微弱的不均匀性，距离普通物质越近处，真空物质的密度就越大。这样，普通物质周围的真空就有了未被抵消的额外引力质量，即所谓暗物质。

研究表明，略去高阶小量之后，普通物质周围任意一点的真空物质密度的增加值就与普通物质的引力质量成正比，与该点到普通物质质心的距离平方成反比。如果把真空看成一层层以普通物质质心为中心、厚度为dr的球壳，那么半径为r的真空球壳中产生的暗物质的引力质量是

式中，M是普通物质的引力质量，k是比例常数。k值由真空物质的平均密度及运动速度等因素决定，目前只能根据有关天文观测资料，初步估计为（10²⁴厘米）^-1左右。式（1）表明，每层真空球壳中产生的暗物质数量是相等的。在距离普通物质质心R处，真空暗物质总引力质量是

因此，加上真空暗物质的引力后，两个距离为R、引力质量分别是M₁和M₂的天体之间的引力是

式中，G是万有引力常数。如果上述两个天体中的一个是大质量的中心天体，另一个是小质量的绕转休，那么绕转体作稳定的圆周轨道运动所需的向心力是

式中，V是绕转体轨道运动的线速度。

可见，真空暗物质的分布是以普通物质为中心，并线性地随半径增加的。在星际空间尺度上，真空暗物质数量很少，可忽略不计。在星系尺度上，真空暗物质总觉接近甚至超过星系中普通物质总量。并且随着半径的继续增加，真空暗物质总量将大大超过普通物质总量，此时，绕转体轨道运动的速度平方就只与中心天体的引力质量成正比，而几乎不随半径变化，近似一个常数。这与实际天文观测结果是基本一致的。

真空暗物质还必然导致宇宙大尺度结构中的空泡现象，一个密度均匀的大尺度（半径R与真空暗物质常数k的乘积远大于1）球状气体团，如果仅靠自身引力收缩，那么离气团中心距离为r处的质点的重力加速度是4/3πGrρ （ρ是气团密度），气团收缩时密度均匀地增加，不会产生空泡结构。但加上该气团所激起的真空暗物质的引力作用后，气团中质点的重力加速度则是（4π/3）Grρ（l+4πkr）。收缩过程中，在离气团中心较远处，后面的物质会很快地赶上前面的物质，使气团边缘的密度增加大大快于气团中间，形成一个密度较大的泡壁，而泡的内部则密度较低。此外，在泡壁继续收缩的过程中，只要厚度足够大，就会在次级结构中再度产生空泡现象。许多空泡垒在一起，又形成蜂窝状结构。

真空的引力效应一旦被证实，大爆炸宇宙论就将陷入困境。包括真空物质在内的宇宙总物质密度远大于大爆炸宇宙论的“临界密度”。而对一个有限的宇宙来说，真空的引力是不会相消的。所以，整个宇宙不仅不可能爆炸，而且早就塌缩成一个大黑洞了。只有在无限的宇宙中，真空的引力才是相互抵消的。这就说明，宇宙必定是无限的。而无限宇宙的总体根本不存在大爆炸问题。当然，这并不排除无限宇宙中的局部大爆炸。

真空是否具有引力，暗物质是否来自真空，相信今后不久的物理实验和天文观测将对此作出回答。