1.探索宇宙的誕生
宇宙
廣闊宇宙從何而來，這是一個從古至今都吸引人研究的問題。遠古時期，我國就流傳著盤古開天辟地的故事；西方則創造了一個“上帝”。《聖經》中是這樣記載的，上帝用說話的方式要來了天地萬物、光明和黑暗。因為在古代的時候，人們一遇到解釋不了的一些奇怪自然現象的時候，可能就會編出一些神話用事，借助神靈的威力，這一點也是能夠理解的。
時間過去了幾千年，曆史前進到了現在，關於宇宙的模型也有了好幾個蘊藏著科學內涵的說法，其中影響最大的就是“大爆炸宇宙學”，它也可以解釋許多的觀測事實。這個理論的內涵就是，認為“我們的宇宙”-“觀測到的宇宙”曾經有過一段從熱到冷的演化史。在這一段時間裏，宇宙體係在持續膨脹著，物質密度也可能會從密到疏進行演化。事實上，這一由熱至冷、由密至疏的過程就像一次龐大規模的爆炸。
它的具體操作過程，能夠這樣來理解：宇宙早期，如同一個“原始火球”，它具有100億度以上的高溫和很大的密度。就是由於高溫，“原始火球”非常不穩定，大概是在200億年前，它爆炸了，於是整個體係迅速膨脹著。宇宙之中實際上充滿了中子、質子、電子、光子和中微子等這些基本形態的物質。膨脹始終在繼續，但溫度能夠快速地降下來。
隻要短短幾分鍾，溫度就可以下降10億度左右，這時中子就會失去自由存在的條件，它要麼發生衰變，要麼和質子結合成重氫、氦等元素，宇宙中的化學元素就是從此時開始形成的；等溫度下降至1OO萬度後，早期形成化學元素的過程暫時結束；降至幾千度時，爆炸產生的強烈輻射繼續衰退，宇宙間遍布氣態物質。最後，氣體慢慢凝聚成氣雲，接著演化成各不相同的恒星體係，直到我們今天看到的宇宙。
在現實中，有人模仿按比例尺畫地圖的樣子，把過去的近200億年的宇宙演化曆程濃縮到一年中，得出一個非常直觀和有趣的“宇宙日曆”：1月10日，大爆炸，宇宙誕生；5月1日，浩瀚的銀河係誕生；9月9日，太陽係問世；9月14日，地球形成。9月24日，地球上原始生命出現；11月12日，綠色植物破土而出；12月26日，更高級的哺乳動物來到了這個世界。12月31日0時22分30秒，原始人類站在地球上；23分46秒，北京猿人開始用火；23分59秒，中國曆史延續到春秋……宋代；24分，全球進入了迄今仍在繼續的現代化社會……從上述列表中我們能夠看出；人類曆史其實就是宇宙歲月中非常短暫的一瞬間。
宇宙的形成果真是這樣的嗎？現在，沒有人能夠給出肯定的答複，可是比起其他宇宙模型的觀點來，大爆炸宇宙學是的確可以很好地解釋人們知道的神奇的宇宙現象，以下我們就來看看這些事實：據現在觀測到的宇宙間所有的天體年齡都沒有發現超過或者等於200億年的，原因就是它們都誕生在宇宙溫度快速下降之後，太陽隻不過是50億年前的產物。
相關觀測還發現，很多星係的光譜事實上都有“紅移”現象。天文學家們了解，若發光體朝著離開我們的方向運動之時，人們接收到的光譜線就會移到紅色的這一端。星係光譜的紅移也就意味著它們是在遠離我們而去，或者說它們正在退行。所謂退行，其實就是說明宇宙正在膨脹，這就像一個氣球上的各點，在吹氣球的時候各點的距離會因氣球脹大而增大是一個道理。在1929年的時候，美國天文學家哈勃（EdwinPowellHubble，18891953）了解到星係退行的速度和離人類的距離是成正比的，也就是說距離越遠，退行速度也越快。人們把這個規律稱作“哈勃定律”。
而第三個事實就是，天文學家們得出結論，在各不相同的天體上，氦的含量都很大，比例也差不多一樣，大概占30%。如果單靠恒星本身的核反應機製是不足以說明為什麼會有這麼多氦的，而“大爆炸”早期的高溫，卻可以很好地解釋這一點。
另外一點，大爆炸理論的提出人之一，原蘇聯科學家伽莫夫曾經預言，今天的宇宙很冷，隻有絕對溫度幾度。在1965年的時候，這個預言被證明了，美國的科學家發現了漫布於整個空間的“微波背景輻射”，它的溫度大概是3K，它們研究得出的這個結果在定性上和定量上都和大爆炸宇宙理論相符合。
但是，大爆炸理論也是有局限性的，宇宙中還有很多疑問解答不了。如，讓天文學家們著迷了17年之久的宇宙膨脹。這種“砰”然一聲後的自我膨脹將會有一個什麼結果呢？是膨脹到一定程度時，天體間的引力使它停止，然後收縮、升溫又回到“原始火球”，再爆炸？還是出現一個在擴張和崩潰之間實現臨界平衡的宇宙？或者最終導致一個具有“負曲線”和無限未來的宇宙呢？又如，上麵理論的提出和觀測到的事實都是建立在“我們看到的宇宙”，也就是“總星係”中的，這就是所謂狹義的宇宙，是“我們的宇宙”。除此之外，那個更為廣闊的空間又是何種模樣？這又是一個疑問了。
2.宇宙的大爆炸學說
在現實中，人們是依據什麼推測出曾經可能有過宇宙大爆炸呢？這主要就是依賴天文學的觀測與研究。我們的太陽不過是銀河係中的一兩千億個恒星中的一個。就如我們銀河係同類的恒星係-數不計數的河外星係。在觀測的過程中，我們發現了那些遙遠的星係都在遠離我們而去，距離我們越遙遠的星係，飛離的速度也就越快，所以就形成了現在膨脹的宇宙。
針對這一點，人們開始思考，假如把這些向四麵八方遠離中的星係運動反過來看，它們可能當初是從同一源頭發射出去的，是否在宇宙之初發生過一次難以想象的宇宙大爆炸呢？以後，人們接著又觀測到了布滿宇宙的微波背景輻射，這說明大概在137億年前宇宙大爆炸所產生的餘波盡管是微弱的但的確是有的。這一發現對宇宙大爆炸論是個重要的支持。
對於現代宇宙學來說，宇宙大爆炸論是它的重要流派，它可以很到位地解釋宇宙中的某些基本問題。盡管宇宙大爆炸理論在20世紀40年代才提出，但是20年代以來就有了萌芽。在20年代的時候，很多天文學者都觀測到一個現象，不少河外星係的光譜線和地球上同種元素的光譜線對比，都會有不同地波長變化，也就是紅移現象。
直到1929年，美國的天文學家哈勃發表結論總結：星係譜線紅移星與星係和地球之間的距離成正比的規律。在他的這一理論中，他指出：假如認為譜線紅移是多普勒效應的結果，那麼就表示河外星係都在離開我們向遠方行走，並且距離越遠的星係飛離我們的速度越快。總結來說，這就像是一幅宇宙膨脹的圖像。
時間來到了1932年，勒梅特第一次提出了現代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個“原始原子”中，後來發生了大爆炸，碎片向四麵八方散開，形成了我們的宇宙。美籍蘇聯著名天體物理學家伽莫夫首次把廣義相對論加入到宇宙理論中，他提出了熱大爆炸宇宙學模型：最開始的時候，宇宙源自高溫、高密度的原始物質，剛開始的溫度甚至達到幾十億度，但隨後溫度開始持續下降，於是宇宙就開始膨脹。
就宇宙的形成來說，大爆炸理論是其中比較有影響力的一種說法，這一理論起源於20世紀20年代，在40年代得到補充和發展，不過始終都少為人知。直至40年代伽莫夫等人又鄭重地提出了宇宙大爆炸理論。這個理論的觀點是，宇宙在遠古時期曾處於一種超高溫和超密度的狀態，人們將這個狀態形象地稱之為“原始火球”。
這裏所說的“原始火球”實際隻是一個非常小的點，如今的宇宙也一直在繼續膨脹，也就是無限大，也許在宇宙爆炸的能量散發至最大限度之時，它就會變成一個原始火焰也就是無限小的點以後，火球爆炸，宇宙就持續膨脹，物質密度慚漸變稀，溫度也逐漸降低，直到現在的狀態。從這一理論中，就能夠說明河外天體的譜線紅移現象，同時還可能圓滿地解釋多數天體物理學問題。在50年代初期，很多人才開始廣泛關注這一理論。
到了60年代，科學家彭齊亞斯和威爾遜又找到了宇宙大爆炸理論的最新的證據，他們了解到了宇宙背景輻射，此後他們證實宇宙背景輻射是宇宙大爆炸時留下的遺跡，據此為宇宙大爆炸理論找到了關鍵的依據。兩位科學家在測定銀暈氣體射電強度時，在大約7.35cm波長處，意外地探測到一個微波噪聲。並且無論天線轉到什麼，不管白天黑夜、春夏秋冬，這種神秘的噪聲在什麼時候都能保持穩定。大約相當於三K攝氏度的黑體發出的輻射。這個意外發現使天文學家們格外激動，這跟他們的預料：當年宇宙大爆炸後，到現在一定會留下點什麼，每一個階段的平衡狀態，都必須有一個相應的等效溫度，作為時間前進的聲響。這兩位科學家最後也憑借這一點斬獲1978年的諾貝爾物理學獎。
可以說，在科學家霍金身上，20世紀科學的智慧和毅力得淋漓盡致的體現。他對於宇宙起源後1043秒以來的宇宙演化圖景作了清晰的闡釋：宇宙的起源，最早是比原子更小的奇點，然後就是大爆炸。在大爆炸之後聚集的能量形成了一些基本粒子，這種粒子在強大的能量的作用下，慢慢形成了宇宙中的各種物質。
至此，大爆炸宇宙模型成為最有說服力的宇宙圖景理論。但是，現代的宇宙大爆炸理論依然缺乏大量實驗的支持，並且我們還不知道宇宙開始爆炸和爆炸前的圖景。
3.宇宙的大小和結構
宇宙的多維空間
從量天尺看宇宙的大小
要想聊宇宙航行這一話題，首先必須要了解宇宙。宇宙是什麼？按古人的注解就是空間和時間的總和，假如用現代物理學解釋就是四維時空（三維空間加一維時間）。
所謂時空，其實就是在物質的變化和運動中體現出來的。現代宇宙觀認為，宇宙是在100200億年前的一次大爆炸中誕生的，並且隨之誕生了時間、空間和物質。其實，愛因斯坦廣義相對論就是研究時間、空間和物質之間相互關係的學說。他得出了這樣的結論：物質能夠使時空彎曲、且彎曲時空告訴物質怎樣運動。
宇宙包容萬象，內涵極為豐富，這裏無法說清其萬一，僅就與宇宙航行密不可分的宇宙的大小、宇宙的結構和宇宙的形狀稍作說明。但是，宇宙的大小可以說始終是一個說不清楚的、令人茫然的問題。為了便於大家理解，我們不妨從科學家訂立的“量天尺”來看宇宙的大小。
在地球上，人類通常會用“千米”來測量距離和長度，從北京到上海的航線距離是1178千米，地球的半徑是6378千米。但是，離開地球到太陽係空間，“千米”這把尺子用起來就非常不方便，比如冥王星到太陽的平均距離是5900224000千米，以彗星活動範圍計算太陽係的半徑是34410000000000千米，這的確就是個天文數字。在這種情況下，科學家不得不采用另一把尺子來量天，稱之為“天文單位”，他的計數方法是以地球到太陽的平均距離149600000千米為1天文單位。這樣一算，得出冥王星至太陽的距離是39.44天文單位，另外，如果以彗星的活動範圍計算出來的太陽係半徑是23萬天文單位。
不過，衝出太陽係來到銀河係的地盤，“天文單位”這把尺子用起來就沒有那麼方便了，比如離太陽最近的恒星比鄰星的距離大概也有約265600天文單位，而銀河係的直徑達6324000萬天文單位。在這種情況下，科學家隻得又啟用一把新的量天尺，叫做“光年”，也就是說光行進1年的距離。大家應該都了解，光行進的速度是30萬千米/秒，那麼，1光年的距離大約是94608億千米或63240天文單位。按照光年來計算，太陽與比鄰星的距離是4.2光年，銀河係的直徑大約是10萬光年。
那麼，如果用光年來計算，宇宙的尺度究竟是有多大？現在還沒有人能準確地說出來，但是如果從理論上來說，我們假設宇宙是在100200億年前的大爆炸中誕生的，空間從零以光速擴展，而光是以球形傳播的。那麼，今天的宇宙半徑尺度應該是100200億光年。但現實情況是不是真是這樣，還不得而知。
泡沫狀結構宇宙
上路開車，必須要先熟悉路況；在江河湖海上航行，必須要先了解航線情況；同樣的，宇宙航行也一樣要先了解宇宙中物質的分布狀況。
據相關研究顯示，在宇宙大爆炸中形成的物質，主要是氫和氦，它們一般彌漫在宇宙中。隨著宇宙的膨脹和溫度的漸漸降低，在重力作用下收縮成一大團一大團氫氦雲。重力作用下的持續收縮，大雲團慢慢分裂成很小的雲團，物質密度漸漸增加，雲團因相互之間的重力作用而旋轉。就這樣，通常持續的分裂-收縮，在氫氦雲團的內部，因為物質重力作用的相互擠壓，溫度不斷升高，當溫度升高到能使氫發生聚變反應時，它就變成一顆恒星。個別恒星在空中旋轉甩出一些物質，並逐漸集合成行星和衛星。我們能夠看到的宇宙中的可見物質，就包括這些恒星，及由它演變而來的其他天體，比如黑洞等。天長日久，宇宙中的物質經過發展，就會形成宇宙的這種泡沫狀大結構。
那麼，如果要是從探測的角度，倒著來說宇宙的泡沫狀大結構。太陽是顆單星，但宇宙中的多數恒星往往是兩顆、三四顆、十幾顆到幾十萬顆聚集在一起，分別稱雙星、聚星和星團。因此，恒星並不是均勻在宇宙中分布的。
事實上，所謂單星、雙星、聚星和星團也並不是均勻分布的，它們分別聚集在一起形成星係，就算宇宙怎麼膨脹都不散開。太陽位於銀河紗之中，它共有1000多億顆恒星，其中還包括大約1000個星團。在宇宙之中，共有1000多億個像銀河係這樣的星係，另外還有一些獨立的星團和星雲。並且星係和獨立的星團、星雲並不是呈均勻分布的，它們則是分別聚集成星係群或星係團。此外，銀河係所在的叫本星係群，半徑大約是300萬光年。
通常，星係群和星係團也不是均勻分布的，它們又分別聚集成超星係團。本星係群屬本超星係團，半徑大約是3億光年。據相關探測表明，超星係團並不是最大的群體。在距離銀河係大約2億光年的地方，有一個非常強大的引力源在牽引著本超星係團。根據分析推測，這個大牽引者極有可能是由很多超星係團組成的超星係團集團。
由上述可知，不均勻分布形成了宇宙的所謂泡沫狀大結構。星係集中的地方就是泡沫壁，也就是星係膜或星係纖維，它們形成“星係長城”。而幾乎沒有星係的地方是泡沫結構中的大泡泡，被稱作“宇宙空洞”，宇宙空洞的直徑能夠達到13億光年。
宇宙中所謂的泡沫狀大結構，並不能說明宇宙中的物質分布不均勻。如果就整個宇宙來說，它在每個方向上物質分布的均勻速度達到十萬分之一。
4.膨脹或脈動的宇宙
宇宙的膨脹
在這一年，一個默默無聞的前蘇聯數學家弗利德曼，應用不加宇宙項的場方程，得到一個膨脹的、或脈動的宇宙模型。弗利德曼宇宙在三維空間上也是均勻、各向同性的，不過，它不是靜態的。這個宇宙模型隨時間變化，分三種情況。第一種情況，三維空間的曲率是負的；第二種情況，三維空間的曲率為零，也就是說，三維空間是平直的；第三種情況，三維空間的曲率是正的。前兩種情況，宇宙不停地膨脹；第三種情況，宇宙先膨脹，達到一個極大值後開始收縮，然後再膨脹，再收縮……因此第三種宇宙是脈動的。弗利德曼的宇宙最初發表在一個不太著名的雜誌上。後來，西歐一些數學家物理學家得到類似的宇宙模型。著名科學家愛因斯坦知道這些膨脹或脈動的宇宙模型後，很激動。相比之下，他覺得這比自己的模型做得好，應該放棄，而弗利德曼的模型才是準確的宇宙模型。
並且，愛因斯坦還作出聲明，稱自己在廣義相對論的場方程上加宇宙項是很錯誤的，場方程不應該包含宇宙項，而更應該是原來的老樣子。不過，宇宙項就像“天方夜譚”中從瓶子裏放出的魔鬼，再也收不回去了。後人並沒有聽取愛因斯坦的意見，而是繼續討論宇宙項的意義。因此，現在的廣義相對論的場方程分為兩種，其中一種不含宇宙項，而另一種含宇宙項，這些都在專家們的應用和研究中。
大約是在1910年左右，有些天文學家就發現很多星係的光譜有紅移現象，個別星係的光譜還有紫移現象。這些現象可以用多譜勒效應來解釋。遠離我們而去的光源發出的光，我們收到時會感到其頻率降低，波長變長，並出現光譜線紅移的現象，也就是光譜線向長波方向移動的現象。反之，向著我們迎麵而來的光源，光譜線會向短波方向移動，出現紫移現象。這種現象與聲音的多普勒效應相似。很多人可能都有過這樣的感覺：迎麵而來的火車，它的鳴叫聲特別尖銳刺耳，遠離我們而去的火車其鳴叫聲則明顯遲鈍。這就是所謂聲波的多普勒效應，麵對撲麵而來的聲源發出的聲波，人會感到它的頻率增高，而漸漸遠離我們的聲源發出的聲波，人則會感到它的率下降。
假如現在認為所謂星係的紅移、紫移，都是多普勒效應，那麼大部分星係都是在遠離我們，隻有個別星係向我們靠近。隨後進行的研究中我們發現，那些個別向我們靠近的紫移星係，都在我們自己的本星係團中（我們銀河係所在的星係團稱本星係團）。其實本星係團中的星係，大部分紅移，小部分紫移；但是其他星係團中的星係就全部是紅移了。
在1929年的時候，美國的天文學家哈勃對當時的一些觀測數據進行了總結，提出一條經驗規律，河外星係（即我們銀河係之外的其他銀河係）的紅移大小正比於它們離開我們銀河係中心的距離。因為多普勒效應的紅移量和光源的速度是成正比的，因此，上麵所說的定律也可以表述為：河外星係的退行速度和它們離我們的距離成正比：
V＝HD
在這個公式中，V是河外星係的退行速度，D是它們到我們銀河係中心的距離。這個定律稱為哈勃定律，比例常數H稱為哈勃常數。根據哈勃定律來分析，全部的河外星係都在逐漸遠離我們，並且離我們越遙遠的河外星係，離開得速度也會更快。在哈勃定律所反映的規律和宇宙膨脹理論正好相符。個別星係的紫移也能夠這樣來說明，本星係團內部各星係要圍繞它們的共同重心轉動。所以，一定會有一少部分星係在某些時間內向我們的銀河係靠近。不過，此種紫移現象和宇宙整體的膨脹沒有關係。
分析一下就可以知道，哈勃定律在很大程度上支持了弗利德曼的宇宙模型。但是，假如查看一下當年哈勃得出定律時所用的數據圖，人們會感到驚訝。在距離與紅移量的關係圖中，哈勃標出的點並不集中在一條直線附近，而是比較分散的。哈勃怎麼敢於斷定這些點應該描繪成一條直線呢？一個可能的答案是，哈勃抓住了規律的本質，拋開了細節。另外一個可能性就是，哈勃已經知道當時的宇宙膨脹理論，因此大膽認為自己的觀測與該理論一致。以後的觀測數據也更加精確，數據圖中的點也越來越集中在直線附近，哈勃定律最終被大量實驗觀測所確認。
5.探秘太空中的引力體
1968年以來，國際天文研究小組的“七學士”（天文學家費伯和他的同事們）在觀測橢圓星係時發現，哈勃星係流正在受到一個很大的擾動。所謂哈勃星係流就是指宇宙所表現出來的普遍膨脹運動，有時簡稱哈勃流。這是根據著名的哈勃定律、由觀測星係位移現象所知曉的。哈勃流受到巨大擾動這一現象說明，我們銀河係南北兩麵數千個星係除參與宇宙膨脹外，還以一定的速度奔向距離我們1.05億光年的長蛇座一半人馬座超星係團方向。是什麼天體具有如此大的吸引力呢？天文學家們經分析認為，在長蛇座一半人馬座超星係團以外約5億光年處，可能隱藏著一個非常巨大的“引力幽靈”“大引力體”（或稱“大吸體”）。有人用電子計算機作理論模擬顯示，發現這個神秘的大引力體使我們的銀河係大約以每秒170公裏的速度向室女星係團中心運動。與此同時，我們周圍的星係也正以每秒約1000公裏的速度被拖向這個尚未看見的“大引力16體”。有人推測，這個“大引力體”的直徑約2.6億光年，質量達310個太陽質量。距離我們大約1.3億光年。我們處於大引力體的外層邊緣。但是，也有人否定這個“引力幽靈”的存在。如倫敦大學的天文學家羅思·魯賓遜和他的同事們，在仔細觀察了國際紅外天文衛星（1983年發射）發回的2400張星係分布照片後斷定，已觀測到的星係團如寶瓶座、長蛇座和半人馬座等，比以前人們認識的要大得多，其寬度大約有1億光年。這些龐大的星係團中存在著足夠的物質，也足以產生拉拽銀河係的引力，而不是什麼別的“大引力體”。究竟有沒有“大引力體”，的確是一個令人費解的宇宙之謎。
6.研究宇宙中的反物質
反物質：另一半宇宙
大家都知道，我們的這個世界是由物質組成的，而物質則又是由原子、分子等微觀粒子所構成的。但是反物質卻是相反的，它是由原子、分子的反粒子，也就是反原子和反分子所構成。所以，這裏所謂的反物質指的就是具有和物質完全相反的性質。
反物質，這個定義被提出已經很久，不過這首先要從正電子的預言和發現說起。最早在1928年的時候，英國物理學家狄拉克在試圖把20世紀最重要的原理-相對論和量子力學結合起來的實踐中發現了這一現象，並且預言了正電子的存在。而所有這一切都是由狄拉克所建立的相對論波動方程中得出負能量值的解引起的。在對這個方程求解的過程中，狄拉克一共得出了4個描述電子內部狀態的解，用來說明電子應當具有4個內部狀態。其中兩個狀態能夠用電子的自旋及自身磁矩的存在加以解釋；不過對於方程的另兩個附加解的求解過程中得到的負能量值的解得出了奇怪的結論。
由上述可知，假如一個電子真的可以存在於負能狀態，那麼，它就不可能因為和其他粒子相碰撞而慢慢減速並最終停停止，而是越加速越快，直到它的速度達到光速。不過，從相對論方程的分析中能夠清晰地知道，這種性質是實現不了的。所以，狄拉克提出了他非常著名的那個假設。
他做出的假設是這樣的：我們日常所說的真空，事實上並非是真空的，而是所有負能級上都有兩個電子的一種係統，因此，真空中是可以有無窮數目的電子，而且全部負能級都被電子占滿了。按照泡利汀容原理，電子不可能跳躍到某個已被占滿的負能級，因此它不得不留在正能級區聽之任之一個能級上。所以，一定是處於負能級的電子在受到激發後朝正能級躍遷。在這個過程中，就像電子由正能級跳躍到負能級上的反過程，通常隻要是有能量大於能級的光子激發，是非常有可能發生的。
假如它真的發生了，那麼這個具有正能量的電子，就會使其躍遷出的負能級位置上出現一個空穴。如何來解釋這個空穴呢？以下不妨舉例說明，如果我們手上係著幾個充滿氫氣的氣球，那麼手就會感覺到有一個向上的拉力，若是突然其中一個氣球的線斷了，我們立馬就會感受到向上拉的力減小了，從反麵來講，我們也可以解釋為是多了一個向下拉的力。同樣的道理，在負能級狀態缺少一個電子的空穴行為，就好像在那個地方產生了一個有正能量的帶正電的粒子，這個粒子就是我們所說的正電子。
按照上述的推理，人類就是第一次從理論上預言了反粒子的存在。接下來在1932年的時候，卡爾·安德生通過對宇宙射線的威爾遜去層實驗發現並證實了正電子的存在。繼安德生發現正電子後，1955年張伯萊發現了反質子，1956年又發現了中子。在20世紀60年代左右，又隨後發現一係列反粒子，接連發現反粒子使人們聯想到是否所有的粒子都有和它相對應的反粒子呢？
緊接著，人們在其後所進行的一係列實驗中發現，除去光子等少數粒子的反粒子是它的本身外，幾乎所有粒子都有反粒子。人類自古就相信宇宙是對稱的思想，不禁又使人們想到了既然粒子能組成物質，那麼反粒子為何不能組成反物質呢？就目前為大眾所公認的宇宙起源的大爆炸理論中則很明確地提出了的確是存在反物質的，並且還預言宇宙中應該存在存在等量的物質與反物質。