时空结构受引力的影响 ， 广义相对论对引力现象进行了时空弯曲的解释 ， 物质场使得四维的时空结构发生了弯曲或扭曲的变形 。 霍金和彭罗斯等天体物理学家证实 ， 当一个有质量的物体体积无限收缩到零时 ， 无限大的引力将把任何一个有质量的物体变成一个奇点 ， 在奇点周围形成了黑洞 ， 奇点周围的时空弯曲导致了连光也无法逃避的程度 。 天文学家多次在中子星附近观测到了时空扭曲现象 ， 在中子星周围出现了含铁元素气体的拖尾线形或环状气云 。 天文学家最早在日食的观测中证实 ， 光线在太阳周围穿行时产生了偏折 。 1976年 ， 美国宇航局的科学家在空间陀螺仪的实验中发现了时空的扭转 ， 陀螺仪轴线出现了预期的倾斜 。 天体旋转对四维的时空结构产生了扭曲作用 ， 空间科学家发现 ， 卫星的轨道稍许偏离了地球轨道 ， 地球的自转可能对周围时空产生了微小的扭曲 ， 越靠近地球 ， 时空结构的扭曲越明显 ， 反之 ， 越远离地球 ， 时空结构的扭曲越暗淡 。
到目前为止 ， 物理学家没有发现和宇宙学常数对应的暗能量 ， 却在理论和实验中发现了和宇宙学常数有关的真空能量 ， 量子场论揭示了真空的非零或某种最低的能量状态 ， “真空零点能”产生于真空的量子涨落 。 荷兰物理学家卡西米尔认为 ， 在真空的量子涨落中不断产生了各种虚粒子对 ， 它们不断地产生、湮灭和相互转化 ， 制造了量子世界的真空涨落现象 ， 真空中的“卡西米尔效应”或“卡西米尔力”通过量子涨落理论得到了解释 。 按照量子场论的计算 ， 真空的能量密度为每立方厘米2×10的103次方焦耳 ， 但通过天文观测和计算得到的真空能量密度为每立方厘米2x10的负17次方焦耳 ， 二者的差距达到了120个数量级 。 现代的量子技术已允许物理学家从真空中提取正电子、反质子和反中子等粒子 ， 在真空中留下对应的反粒子 。
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