양의 질량을 갖는 물체의 중력인 인력이 작용하므로 음의 질량의 물체를 척력이 작용한다고 하면
그에 해당하는 물질은 아니더라도 에너지는 존재하는 것이  천체물리학적으로 증명되었습니다.

이러한 중력의 인력에 대응하는 척력을  처음 도입한 사람이 바로 아인슈타인입니다.
아인슈타인은 자신의 일반상대론을 완성한 다음에 이 일반상대론에 의한 우주모형을 구하게 됩니다.
일반상대론은 중력이론이고  중력을 텐서로 표현된 비선형 편미분방정식인 중력장방정식으로 표현하므로 중력으로 기술할 수 있는 우주의 모델을 어떤 조건하에서 구할 수 있게 됩니다.

만약 우주에 물질이 없으면 중력이 없고, 따라서 그 해는 특수상대론의 시공간 즉 밍코브스키 공간이 됩니다. 

아인슈타인의 자연에 대한 직관적 철학은 칸트에 이어져 있습니다. 즉 자연은 합리적이고 단순하게 되어 있다는 생각입니다. 따라서 우주는 정적으로 시간적으로 정지해 있어야 한다고 생각했습니다.

그런데 우주에 질량을 갖는 물질이 차있고 이 질량을 갖는 물질은 인력인 중력을 만들게되어  시간적으로 수축하는 (사실은 붕괴하는) 상태로되게 됩니다. 따라서 시간적으로 변화가 없는 정적인 우주모형을 만들려면 이 인력에 대한 척력을 가정해야합니다. 이를 우주상수 (우주항) 이라합니다. 이런 우주항을 추감함으로서 아인슈타인은 정적인 일반상대론을 기반으로한 우주모형을 만들게 됩니다.

그런데 이 아인슈타인의 모형은 1926년 허블이 우주의 팽창을 발견함으로써 그 모형의 틀렸음을 알게됩니다. 게다가 이즈음 수학자 르메트르는 아인슈타인의 우주방정식 해가 불안정하여 시간적으로 진화할 수 있음를 보이게됩니다. 이 후에  몇가지의 우주방정식의 해가 발견되는데 가장 근사한 우주모형이 프리드리히만 우주모형으로 현재까지 그 표준모형이  우주시작 10^-30초까지 적용되는 것으로 알려지고 있습니다.

아 약간 샜네요.

그런데 1970년 이후에 천체물리학에서 핫이슈가 암흑물질과 우주의 운명에 대한 문제였습니다. 즉 1960년대 말까지  우주배경복사가 발견되어 허블의 팽창우주를 기반으로한 프리드리히만 우주의 모형이 우즈이 빅뱅우주를 가장 잘 설명할 수 있다는 결과를 얻었는데 문제는 이 팽창우주의 운명이 었습니다. 즉 계속 팽창할 것이가 아니면 어떤 상태 이후에 수축할 것인가 입니다. 이 것은 우주내에 있는 물질의 밀도 - 즉 우주의 중력밀도에 관계됩니다. 

이래서 20세기말까지 천문학적  천체물리학에서의 최대 이슈는 바로 우주의 물질 (암흑물질)의 양과  우주의 기하학적인 구조 및 그 운명이었는데 1990년초에  우주배경복사 관측 인공위성 COBE의 관측과 그 이후에 계속된 우주 및 은하 관측프로젝트 BOOMERANG, 2dF, Sloan survey, 그리고 아주 먼 은하의 초신성 관측,  중력렌즈 관측 프로젝트 등에서 예측한 우리 우주내 물질의 분포 만으로는 우리 우주의 모형을 설명할 수 없다는 결론을 얻었습니다.

다시말하면 우리 우주에서 중력원이되는 모든 물질을 다 모으더라도 우주의 팽창이 설명되지 않는다는 말입니다. 그러므로 우주에는 거시적인 척력이 존재한다는 것이  여러 천문학적 우주론에서의 관측결과입니다. 그래서 다시 아인슈타인의 척력항, 즉 우주상수 (우주항)을 도입하게 되었습니다.  다시말하면 우주에는 중력인 인력 뿐만아니라 척력도 존제한다는 것입니다. 현재까지 척력은 물질밀도의 30%정도로 알려지고 있습니다.

그렇다면 척력의 근원은 무엇일까요 ? 이 것을 음의 질량이라고 말할 수 있을까요 ?
현재까지 척력의 원인을 '진공에너지' 라고 보고 있습니다. 즉 물질이 하나도 없는 진공자체도 위치에너지를 갖고 있다는 것입니다. 이 에너지가 바로 진공에너지  이고 척력이 발생하는 이유는 이 진공이 양자역학적으로 '끓음'에 의하여 압력이 생기기 때문인 것으로 해석하고 있습니다.  즉 진공에너지 자체가 음의 질량 역할을 한다고 생각됩니다.