宇宙为什么有物质存在,宇宙应该“空无一物”，为什么却有了物质？

空是一种存在空生一一生二二生三三生万物

地球或宇宙中有没有“反物质”？

宇宙中当然存在着反物质。反物质这一概念是在相对论在跟量子力学结合之后，非常自然地产生出来的一个「能量问题」。狄拉克是一位极具想象力的物理学家，他给出了薛定谔方程的相对论版本，并让这个方程满足了概率方面的一些要求，不过，在这一修改之后，粒子的能量竟然可以取到负值。

狄拉克对「负能量」进行了这样的解释：真空中并非是真的空无一物，而是充满了无限多的具有负能量的粒子，这些粒子是负能量的海洋——我们现在称之为「狄拉克海（Dirac sea）」。假设现在向真空中发射能量，当能量足够强时，就有可能把狄拉克海中的粒子激发到正能量的状态。这样，在负能量的海洋里就出现了一个「空穴」，这样的空穴就已经不再具有负能量了，而是具有正能量了——这种在狄拉克海中的空穴就是传说中的「反物质⁠1」（antimatter）。反物质带有「正能量」就意味着当其跟物质相遇而湮灭时，会放出双倍于物质质量的能量。反物质粒子与其所对应的物质粒子的质量、寿命、自旋相等，然而其电荷却恰好相反。因此有意思的是，「正电子（Positron）」因为带正电，所以是反物质粒子。

1932 年，卡尔·安德森（Carl David Anderson）在宇宙射线中发现了正电子，验证了狄拉克的猜测。不仅仅在宇宙射线中存在着反物质，人工也可以产生出反物质。今天，在实验室中，物理学家不但可以制备「正电子」，还可以得到反氢原子等反物质原子。

在现代的量子场论中，不管是正物质粒子还是反物质粒子都被看成是实际存在的粒子，只是把时间的方向反过来，例如在费曼图上，我们用与时间方向相同的箭头代表正费米子，与时间方向相反的箭头表示反费米子。

宇宙里有反物质吗？为什么没有和物质起反应？

关于“反物质”，其本质和“物质”是一样的，不同之处是组成这些反物质的基本粒子所携带的电荷与物质是相反的，在微观层面，反物质与物质有着相同的质量，但是相反的电荷。而物质与反物质“相遇”就会发生湮灭，转化为纯能量，并伴以高能的γ射线。正反物质湮灭恐怕是能量转换率最高的形式了。

最早提出有关“反物质”概念的是物理学家狄拉克，早在1931年，狄拉克就预言了电子的反粒子，即“反电子”的存在，并且进一步提出质子以及其他粒子也应该有相应的反粒子。如果狄拉克的假说成立，所有粒子都有其反粒子，那么就很有可能存在完全由反粒子组成的物质，这种物质就被称为是反物质。根据狄拉克方程，反物质和普通物质都遵守一样的自然规律。自此，物理学家开始了寻找反物质的道路。最开始，人类将方向放到那些每时每刻都在轰击地球大气层的宇宙射线上，没有等多长时间，在1936年，科学家就在宇宙射线中发现了正电子的身影。

不过，通过宇宙射线来研究反物质粒子费时费力，在有了大型粒子对撞机后这个强大的工具后，科学家才能在实验室里去试图揭开反物质的那些谜团（上图是云室里的电子和反电子径迹）。通过一些实验（弱核力下K介子衰变问题），一些科学家推测，在宇宙大爆炸时存在某些我们还无法知道的过程，这个过程更有利于物质的产生，或者说物质的产生频率快了一点点，这就导致反物质的量略有不足，而物质的量过剩的那一点点就组成了我们现在的这个宇宙。物质比反物质多出多少呢？科学家给出的估计值是，每形成10亿个反物质，可能就会产生10亿零1个物质。在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中进行的实验加强了这个猜测。

在广袤的宇宙其他的角落会不会存在着大量的反物质呢？目前，我们只知道在银河系中心存在着少量的反物质，2008年，科学家在银河系中心附近发现了一朵庞大但稀薄的反物质云。但这里的反物质很可能不是宇宙初期遗留下来的，而更有可能是起源于黑洞“吞噬”一个恒星这个高能过程中产生的反物质。

事实上，目前最先进的理论也无法解释为何物质与反物质之间的这种不平衡，非要解释的话，只能先用人择原理了，如果正反物质一样多，都湮灭了，那就没有人去思考这个问题，正因为存在着这种不平衡，在宇宙初期那场物质与反物质的“湮灭战”中，幸存下来一小部分物质，才有了构成我们这个宇宙的一切以及人类本身。

最后说一下，人类虽然还无法掌控反物质，但以及能在实验室里制造出一点点反物质了，只不还无法量产，并且造价十分昂贵，以目前的技术来说，制造出几克反原子的成本就会让一个国家破产。现在世界上每年产生的反物质总量在1/100亿克到1/10亿克这个范围内，预计到2020年，产量可能会增加3倍。那么反物质到底有多贵呢？在2004年欧洲核子研究组织制造出了1/10000亿克的反物质就花费了2000万美元，如果按照这个花费标准计算的话，造出1克的反物质就需要花费100000万亿美元，同时，制造反物质的设备还必须24小时不停地运作1000亿年。这么看来，短时间内利用反物质来造福人类是不太可能了。

PS：在医用领域，就是PET扫描（其中P代表正电子，也就是反电子）已经可以说是利用反粒子的一种应用了。