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1908年6月30日早晨，俄国埃文基自治区通古斯河附近，当地人观察到一个巨大的火球划破天空，其亮度能和太阳媲美。几分钟后，一道强光照亮了整个天空，紧接着一声巨响将周围650公里范围内的窗户玻璃震碎，很多人看到了腾空而起的蘑菇云。据推算，这次神秘的大爆炸产生的破坏力相当于2000万吨TNT炸药，超过2150平方公里内的8000万棵树焚毁倒下。
对于通古斯大爆炸发生的原因，一直以来众说纷纭，包括彗星撞击说、黑洞说、飞碟说、尼古拉·特斯拉远距离输电实验说、小行星坠落说等各种假说。还有一种说法是反物质说。有科学家认为，通古斯大爆炸是由一个从太空中坠落到地球上的反物质撞击造成的。 那么，反物质到底是什么，它为什么能产生如此大的破坏力呢？ 1928年，继牛顿之后英国最伟大的理论物理学家、量子力学的奠基人保罗·狄拉克作出预言：宇宙中每一种粒子都应该有一个与之相对的反粒子，其质量与粒子完全相同，其性质与粒子完全相反。
值得一提的是，爱因斯坦也曾从相对论的角度预言了反物质的存在：对于一个质量为m，所带电荷为e的物质，一定存在一个质量为m，所带电荷为-e的物质（即反物质）。 顾名思义，反物质就是与正常的物质相反的物质。正常的物质都是由原子组成的，原子在化学反应中不可再分，但是在物理学中可以再分。在物理学中，原子由电子、质子和中子组成。而反物质是由反原子组成的，反原子则由反电子、反质子和反中子组成。 正常的电子带负电荷，而反电子带正电荷。正常的质子带正电荷，而反质子带负电荷。电子与反电子、质子与反质子、中子与反中子质量相等，性质相反。
当正反物质相遇时，双方就会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大的能量。科学家推算，1克反物质（按1克反物质与1克正物质湮灭计算）湮灭就能够释放出1.8*10^14焦耳的能量。500克反物质湮灭产生的破坏力就可以超过世界上最大的氢弹。 美国畅销书作家丹·布朗在其小说《天使与魔鬼》中，把反物质描述成人类目前所知威力最大的能量源。它能以100%的效率释放能量，同时不造成任何污染，不产生任何辐射，一小“滴”便可维持纽约全天24小时所需的能量。 1932年，美国物理学家卡尔·安德森在实验中首次证实了正电子的存在，随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。 1995年，欧洲科学家在实验室制造出了世界上第一批反物质——反氢原子。
2000年，欧洲核子研究中心利用大型强子对撞机制造出约5万个低能状态的反氢原子，这是人类首次在实验室条件下制造出大批量的反物质。 这一系列研究成果使人们日渐接近反物质的世界。然而事情没有那么简单。 按照大爆炸理论，早期宇宙中的温度非常高，粒子间的热碰撞会成对地产生任何基本粒子，而且任何一种稳定或不稳定的粒子都有接近相等的数密度。所以，在最初的宇宙中，正反粒子应当等量才对。 然而，科学家却发现，在距离3000万光年的范围内没有反物质天体存在，这就说明宇宙中可能根本不存在大块的反物质。 在地球上，科学家同样找不到反物质的任何踪迹。因为粒子与反粒子碰到一起，就像冰块遇上火球一样，要么一起消失，要么转变为其他粒子。所以在地球上，反物质一旦碰上正常物质就会瞬间被中和掉。
科学家要想得到反物质，就必须利用粒子对撞机人工制造出来；要想得到“大批量”的反物质，就必须利用大型粒子对撞机批量制造出来。需要指出的是，制造粒子对撞机的成本非常高昂、利用粒子对撞机成功制造出反物质的概率非常低、反物质的保存极其困难。 人类第一次制造出的反物质仅保存了几微妙，2002年制造出的38个反氢原子只保存了大约0.17秒，却已经是重大突破。由于反物质接触到任何容器壁后即消失，所以目前科学家只能利用一种特殊的磁场来捕获反物质。为了最大限度地降低反物质的运动速度，科学家设法让反氢原子的温度降至0.5开氏度，相当于零下272.65摄氏度，即接近绝对零度。 现阶段，科学家探寻、制造反物质的主要目的是研究其基本性质。那么，对于整个人类而言，反物质到底有什么实际用处呢？
由于反物质与正物质相遇时会发生爆炸并释放出巨大的能量，所以反物质被认为是比原子能、氢能还要高几个数量级的宇宙终极能源。举个很简单的例子，实现星际旅行一直是全人类的梦想，然而目前却受制于航空燃料的低效而无法实现。如果使用传统的化学燃料作为星际飞船的动力来源，那么一次旅行可能就需要消耗上千万吨的燃料。而如果使用反物质，可能只需要几十毫克。 在《星际迷航》系列电影中，“企业号”宇宙飞船可以实现曲速飞行、超光速抵达宇宙中的任何一个地方，依靠的正是反物质动力系统。 反物质的应用前景虽然诱人，但是目前这种物质对于人类来说还十分遥远。据估算，大型强子对撞机要对撞1000年才能制造出1微克反物质。而要得到足够多的反物质，就必须开发数个星球，建造围绕整个星球的巨型粒子加速器。
所以，从生产成本上来讲，反物质是世界上最昂贵的物质，每克反物质的价格高达62.5万亿美元（1克反氢原子的成本）。 顺便一提，反物质和暗物质不是一回事儿。反物质是正常物质的反状态。而暗物质则是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种目前已知的物质。据测算，暗物质占宇宙总质量的85%以上。 |
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