關(guān)于宇宙的形成這個話題，一直以來都是近現(xiàn)代天體物理學(xué)、宇宙學(xué)的重點研究領(lǐng)域。當(dāng)宇宙膨脹的事實被哈勃觀測和論證以后，科學(xué)界普遍認為宇宙來源于138億年一個質(zhì)量無窮大、溫度無限高、能量無窮多的奇點。而在奇點大爆炸剛剛開始的極短時間內(nèi)，產(chǎn)生了無數(shù)常規(guī)普通物質(zhì)，當(dāng)然也包括差不多等量的非普通物質(zhì)，即反物質(zhì)。

正常情況下，普通物質(zhì)與反物質(zhì)互相會發(fā)生湮滅，最后都消失不見并且釋放出巨大的能量。那么，為什么宇宙中現(xiàn)在看來，都是以普通物質(zhì)為主體所構(gòu)成的正物質(zhì)世界，按理說不應(yīng)該是全部與反物質(zhì)發(fā)生湮滅，而呈現(xiàn)一片虛無嗎？

反物質(zhì)之謎

如果將自然界復(fù)雜多樣的物質(zhì)世界，還原到微觀層面，那么都將會以粒子的形式體現(xiàn)，質(zhì)子、中子和電子便是我們對微觀世界本源的最初認知（后來又發(fā)現(xiàn)了更為微觀的粒子形式）。質(zhì)子帶正電荷、電子帶負電荷、中子不帶電荷但有一定的自旋方向，這些特征長期以來是我們判斷和認知微觀世界所遵循的基本特征。

然而，1932年，美國物理學(xué)家安德森，在實驗室中首次發(fā)現(xiàn)了正電子的存在，這打破了我們在電子被發(fā)現(xiàn)以后一直以為它總帶負電荷的結(jié)論。到上世紀50年代，科學(xué)家們又相繼發(fā)現(xiàn)了負質(zhì)子以及自旋方向與普通中子相反的反中子。這些發(fā)現(xiàn)，無疑告訴世人，先前我們所了解的微觀世界，并非是現(xiàn)實中的全部，這些組成物質(zhì)的基本粒子，可能并沒有那么簡單，任何普通的基本粒子，在宇宙中或許存在著與之對應(yīng)的反粒子，這些反粒子也極有可能構(gòu)成宏觀層面的反物質(zhì)。

在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家們設(shè)想出了反粒子和反物質(zhì)的概念，像正電子、負質(zhì)子都屬于反粒子范疇，粒子與反粒子之間，不僅電荷相反，而且其它能夠描述它們的性質(zhì)也有可能都是相反的。粒子與反粒子、物質(zhì)與反物質(zhì)，在相遇時會發(fā)生劇烈“結(jié)合”，粒子、物質(zhì)均消失，發(fā)生湮滅，釋放出高能伽馬射線。2010年，歐洲的科研團隊，首次通過實驗發(fā)現(xiàn)和“抓住”了極微量的反物質(zhì)，人們對反粒子和反物質(zhì)的認知又向前邁出了一大步。

從目前來看，在宇宙和自然界中，理論上能夠產(chǎn)生反物質(zhì)的途徑，主要有兩個，一個是自然力量，即超新星爆發(fā)、中子星或者黑洞合并等伴隨大能量釋放的大事件中，巨大能量推動亞原子的粉碎，在此過程中或許能夠形成反粒子，并向宇宙空間中釋放出去。

另一個是人為力量，即通過大型粒子對撞機，通過輸入巨大的能量，使實驗中的粒子被加速到近乎光速的狀態(tài)，并與其它粒子發(fā)生碰撞，從而模擬出宇宙大事件發(fā)生時所產(chǎn)生的情形，在此過程中也或許會產(chǎn)生出反物質(zhì)。

宇宙中的反物質(zhì)去哪了呢？

雖然關(guān)于奇點大爆炸的產(chǎn)生原因、作用機理，目前來看還是一個謎（很多理論都是猜測），但是主流的觀點還是認為現(xiàn)實宇宙是通過奇點大爆炸所形成的，在大爆炸發(fā)生還不到1秒的短時間內(nèi)，所釋放出的反粒子數(shù)量與普通粒子數(shù)量幾乎是等量的。為什么說是“幾乎”呢？因為不知道什么原因，可能“炸”出的普通粒子數(shù)量，比反粒子數(shù)量多出了10億分之一，最終導(dǎo)致絕大多數(shù)的反粒子與普通物質(zhì)發(fā)生了湮滅，剩余的普通粒子才通過各種作用，聚合形成各種宇宙天體，以及我們所能觀測到的宇宙世界。

可以想象，奇點大爆炸時所產(chǎn)生的巨量反粒子，基本上都與普通物質(zhì)發(fā)生湮滅而消失，但是這不能從根本上否定宇宙中就不存在反粒子和反物質(zhì)了?？赡軙嬖谀敲匆恍O少的反粒子，它們逃脫了與普通物質(zhì)接觸的機會，最終在能量的驅(qū)動下，“隱藏”到了宇宙中的某些角落里，在這些角落里，這些反粒子不會與普通粒子接觸，從而在特定的區(qū)域內(nèi)，經(jīng)歷著與現(xiàn)有宇宙差不多的演化歷程，逐漸聚合構(gòu)成反物質(zhì)，以及由反物質(zhì)所構(gòu)成的反天體，直至反星系。

為什么我們看不到它們？

假如反物質(zhì)最終能夠形成反星系，但由于星系的規(guī)模都非常宏大，對周圍天體和其它星系都有著強烈的引力作用，長時間尺度下，就不可避免地出現(xiàn)與其它星系進行靠近并且碰撞的幾率，從而釋放出要比超新星爆發(fā)要強很多數(shù)量級的能量，即使距離我們非常遙遠，但是我們在地球上也能觀測得到，然而現(xiàn)實是，我們在宇宙中，無論多遠，都沒有觀測到這種無比震撼的壯觀場面，從某種意義來說，由反物質(zhì)所千萬的反星系，存在的可能性太低。

如果我們降低標準，反物質(zhì)是否能夠形成反恒星團呢？科學(xué)家們通過研究，認為可能性是存在的，可能性最高的是那些非常古老的恒星星團，有的甚至與宇宙的年齡非常接近，這些星團通常都是球狀星團，里面包含著成千上萬顆古老恒星，星團中除了恒星之外，幾乎很少有星際氣體和塵埃，因此不太可能形成新的恒星，恒星所在的宇宙環(huán)境非常穩(wěn)定和安全。

假如這些古老恒星團中有的是由反物質(zhì)所構(gòu)成的恒星，那么這些恒星的大小，與它們和其它恒星（包括普通恒星和反恒星）之間的距離相比，實在是太小了，空間的廣闊性，使得反恒星和反恒星團遇到普通恒星和恒星團的幾率非常小。我們要想觀測到它們，難度也非常大，因為它們看上去，和其它恒星并沒有什么差別。所以，從某種意義上來說，我們現(xiàn)在所觀測到的眾多河外星系，其中所包含的許多恒星團，或許里面就有反物質(zhì)構(gòu)成的恒星團，而且我們在高空中所偵測到的反粒子，也有可能是遙遠的反恒星釋放出來的。

然而，宇宙空間中存在著各種引力場和磁場，反粒子在運動過程中，勢必會嚴重偏移原來的行進方向，因此即使被監(jiān)測到它們的存在，追溯它們的來源也幾乎不可能。當(dāng)然，如果我們真的確認出宇宙空間中存在著由反物質(zhì)構(gòu)成的反天體，那么我們也不可能近距離地去觀察它，主要原因就在于湮滅，一接近它們，無論是探測器、宇宙飛船還是宇航員，都將灰飛煙滅。