反物质是和物质相对立的一个概念。众所周知,原子是构成化学元素的最小粒子,它由原子核和电子组成。原子的中心是原子核,原子核由质子和中子组成,电子围绕原子核旋转。原子核里的质子带正电荷,电子带负电荷。从它们的质量看,质子是电子的1840倍,形成了强烈的不对称性。因此,本世纪初有一些科学家就提出疑问,二者相差这么悬殊,会不会存在另外一种粒子,它们的电量相等而极性相反,比如,一个同质子质量相等的粒子,可带的是负电荷,另一个同电子质量相等的粒子,可带的正电荷。
人们根据反粒子,自然联想到反原子的存在。一个质子和一个带负电荷的电子结合,便形成了原子。那么,一个反质子和一个带正电荷的“电子”结合,不就形成了一个反原子了吗?类推下去,岂不会形成一个反物质世界吗?于是有人认为,宇宙是由等量的物质和反物质构成的。
从理论上看,宇宙中应该存在一个反物质世界。可事实并不这么简单。经研究发现,粒子和反粒子一旦相遇,他们就会“同归于尽”。
按照对称宇宙学的观点反物质与反物质世界是存在的。这一学派认为,我们所看到的全部河外星系(包括银河系在内),原本不过是个庞大而又稀薄的气体云,由等离子体构成。等离子体既包含粒子,又包含反粒子。当气体云在万有引力作用下开始收缩时,粒子和反粒子接触的机会就多了起来,便产生了湮灭效应,同时释放出巨大能量,收缩的气体云开始膨胀。
基于以上观点,反物质世界一定在宇宙中某个地方存在着,前提是不与物质会合,可物质和反物质怎样才能不会合呢?为什么宇宙中的反物质会这么少呢?这些都是待解之谜。