真空不空（五）——暗物質的終結
天文學家通過對遠距離星系的觀測，發現了偏離萬有引力公式的現象。根據萬有引力公式和離心力公式，當天體圍繞引力源運動時，引力等于離心力，距離應該與速度的平方成反比。然而，實際的觀測卻是，當距離增大到一定值之後，天體繞行的速度不再随距離的增加而減小，近似為一個常量。針對此天文大案，大緻有三個“嫌疑犯”：
其一是萬有引力公式，其二是不明物體，其三是真空背景。
萬有引力公式的修正，牽扯面很廣，畢竟還是有很多天文現象是符合萬有引力公式的，而且可供修正的方式也是多種多樣的，不好下手。理論界以證據不足為由，“釋放”了萬有引力公式。至于真空背景，自從狹義相對論提出後，人們已經取消了真空背景的“戶籍”，不承認有這樣一個“嫌疑犯”。
于是，剩下唯一的“嫌疑犯”——不明物質（暗物質），就直接升格為“罪犯”了。證據不足？沒關系，先定罪，後找證據。然而，遺憾的是，幾十年過去了，仍然沒有找到确鑿的證據。這說明“罪犯”太狡猾，把“罪證”隐藏得太深了（定義暗物質除了萬有引力外沒有任何其他的物理屬性），還得加大氣力繼續搜集證據。這就是當前暗物質的現狀。根據綜合計算，暗物質是我們已知物質的5倍！這麼多的暗物質應該比已知物質更常見，應該也會使我們附近的天體運行産生偏離萬有引力公式的現象；即便是在遙遠的“犯罪現場”，距離引力源較近的天體運動，也應該會産生可觀的影響。
真空不空，第三個“嫌疑犯”再次冒了出來。既然前兩個“嫌疑犯”的取證工作遇到了困難，我們不妨看看，真空背景是否有可能會導緻天體産生偏離萬有引力公式的運動。根據廣義相對論以及馬赫原理，物質與真空是可以相互影響的。真空并不是抽象的物理框架，而是由無數個離散的量子構成的；物質也不是超然于真空孤立存在的，是由一定數量的高能量子組成的能量包，其存在依賴于量子真空的屏蔽。兩者在一定的條件下，是可以相互作用和相互轉化的。因此，引力源的旋轉，在一定的程度上可以帶動其臨近真空背景的轉動。
如果真空背景完全剛性地随引力源轉動，則真空背景的轉動速度與相對引力源的距離成正比，然而由離散的量子組成的真空背景并不是剛性的，随着距離的增大，服從引力源轉動的比例會越來越小。于是，兩項相抵，真空背景的等效轉動速度，在一定的範圍内（忽略其他大物質的影響）近似為一個與距離無關的常數。由于離心力的産生是緣于相對真空背景的加速導緻量子碰撞的不對稱，所以引起離心力的線速度，是相對于真空背景而言的。于是，真正産生離心力的速度，是天體的表觀速度減去真空背景的等效速度，即
V離 ＝ V表 - V等
當距離引力源較近時，由于離心速度很大，天體的表觀速度遠大于真空背景的等效速度，後者可以忽略不計，屬于符合萬有引力公式的經典情況，即忽略真空背景的影響；當距離引力源較遠時，由于離心速度迅速變小，天體的表觀速度近似等于真空背景的等效速度。于是，天體表觀速度不再随距離的增大而變小，顯現為偏離萬有引力公式的非經典情況。
真空背景的非平直分布，對天體運動的影響是普适的。即便是在太陽系也會受到這一影響，産生偏離萬有引力公式的情況。隻是，由于太陽的質量較小，其自轉速度也比較慢（2km/s），所以由其産生的真空背景等效轉速非常低，對太陽系内行星速度的影響微乎其微。盡管如此，人類早在19世紀還是發現了在太陽系中偏離萬有引力公式的現象，即著名的水星剩餘進動。
所謂進動，就是行星到太陽最遠距離的連線，每繞行太陽一圈就會向前多轉動一個角度。由于水星距離太陽很近，且其繞太陽運動的偏心率比較大，因而具有顯著的進動。水星每百年大約有5600s的進動，其中有43s的進動無法由萬有引力公式予以解釋。因此，這43s的進動就被稱為剩餘進動。如果我們定義真空背景的等效速度與行星繞太陽公轉的速度之比為速度偏差率，則速度偏差率就等于繞行一周的剩餘進動率，由此計算出水星的速度偏差率為2.88×10-5。水星繞太陽公轉的速度為48km/s，乘以水星的速度偏差率，換算出在水星運動的區域，真空背景的等效轉速是1.38m/s。
此外，根據愛因斯坦的質能公式，質量與其所包含的能量成正比，與光速的平方成反比。于是，如果宇宙是膨脹的，那麼在遙遠的過去（比如100億年前），會因為量子真空的密度較大使光速較小，從而那時的質量要比現在大得多。也就是說，今天質量的“缺失”，是昔日質量效應較大的緣故。對于同一天體，将過去質量較大時候的離心速度與現在變小的質量相對應，必然會表現出相對于萬有引力公式的偏離，因為兩者不匹配。這就如同，将幼時的頭像安到老年時的身上，雖然畫的是同一個人，但在畫中看到的卻是一個怪物。更何況，宇宙早期空間效應的增大，還會導緻引力常數變大。由此，可以解釋引力透鏡效應過大的現象，因為早年間的質量和引力都要比現在大得多。
就此可以結案了，暗物質被“無罪釋放”。根據量子真空景觀，不需要特設暗物質。 （待續）
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