利用反物質可輕易實現星際航行，圖為模擬的太空基地。
目前，人類製造的飛行器尚無法達到光速。如果有朝一日能採用反物質作為宇宙飛船的動力，其速度將可以是超過光速的，這就使得人類的星際航行變得輕而易舉。位於瑞士日內瓦的歐洲原子能研究組織的一個研究小組日前宣佈，他們的反物質研究取得重大突破，首次製造出了大批反物質。尤為引人矚目的是，這是人類首次在受控條件下大批量製造反物質。
什麼是反物質
顧名思義，反物質就是普通物質的反狀態。當正反物質相遇時雙方就會相互抵消，發生劇烈爆炸，産生巨大能量，在很多科幻片中這些能量都被用於進行宇宙飛船發射等。實際上，反物質就是由反粒子組成的物質。科學家們相信，所有的粒子都有反粒子，這些反粒子的特點是其質量、壽命、自旋、同位旋與相應的粒子相同，但電荷、重子數、輕子數、奇異數等量子數與之相反。它的實用價值在於，物質和反物質相遇後會湮滅，釋放出巨大的能量。
物理學中有一個稱為宇稱守恒（電荷－宇稱－時間守恒）的假設，根據這個假設，如果把基本粒子的電荷、宇稱兩個性質都換成相反的，並倒轉時間箭頭，所得到的粒子將與原來的粒子遵循同樣的物理規律。例如，氫原子和反氫原子的光譜、對引力的反應都應該相同。科學家認為，製造出大量反氫原子，有助於驗證宇稱守恒假設的正確性和解釋宇宙構成之謎。
宇宙大爆炸理論認為，宇宙誕生時，從虛無中産生了相等數量的物質和反物質。但人們觀察到的宇宙中，物質顯然佔絕對的主導地位。對反氫原子的研究，可能有助於解開這個疑點。
這是一次新的突破
在世界各地9個研究所、39名科學家的通力合作下，歐洲核子研究中心近日成功製造出了約5萬個低能量狀態的反氫原子。
總部設在瑞士日內瓦的歐洲核子中心參與研究的科學家發表報告説，科學家先在粒子加速器中使原子和質子相撞，製造出反質子，通過反質子減速器把它的速度降到光速的1／10左右，然後用電磁場的“陷阱”將反質子束縛起來，使其速度進一步降到光速的百萬分之幾。
科學家説，使用這種方法，每秒鐘能觀察到幾個反氫原子湮滅。從8月份開始，他們觀測到反氫原子生成的最初跡象，估計整個試驗至今共産生出了5萬個反氫原子。科學家認為，能夠大量地製造反氫原子，對準確比較物質與反物質的差別、解答宇宙構成等問題將有重要意義。
研究者承認，這一研究成果目前還不能得以應用，但它卻可以幫助科學家們回答一些關於宇宙的不解之謎。研究小組成員之一，英國威爾士大學的米歇爾 查爾頓教授指出：“這是一個新的里程碑，可以使科學家們研究自然的對稱性和宇宙物質存在的基本法則。還可以幫助科學家們對大爆炸中産生的反物質的最終去向加以了解。
正反物質産生能量
正反物質的數量儘管只是差異一點點，帶給我們的影響卻是深遠的。簡單地説，宇宙間正反物質的量若是一樣多，那我們抬頭就看不到那些星星月亮，我們現在也不會出現在這邊，而是與反物質瞬間中合，回歸為一大堆的能量。
大多數科學家認為，宇宙起源於130億年前的一次大爆炸。根據這一理論，在幾分之一納秒的瞬間，噴發出的大量能量凝聚成等量的物質和反物質。據愛因斯坦最著名的方程式證明無論什麼時候從純能量産生的物質和反物質，都是以粒子和反粒子對的形式出現的。通常在宇宙射線中産生反物質，現在物理學家可利用加速器來産生反物質。當反物質遇到物質時導致彼此湮沒，即一瞬間所有東西全部消失。此前，使科學家們感到困惑的是，當大爆炸早期發生時，應該産生非物質的宇宙。然而使科學家感到迷惑的是，為什麼大爆炸後宇宙仍然充滿物質——恒星、行星和人類？為什麼宇宙不是一無所有？
普林斯頓大學物理學家斯瓦特 史密斯表示：“37年來，人們一直在尋找，但他始終沒有發現任何在初始物質之外的東西。現在，物理學家們知道，世界上至少存在著兩種類型的亞原子粒子，才導致世界上出現了一些莫名其妙的現象，現在可以相信這個宇宙中，物質的存在是佔絕對優勢的。
借此實現宇航夢想
在人類探索太空的道路上，宇宙飛船的推進器的重量和推進器的推動力是目前遇到的最大難題：今天的航天器靠火箭推動，要想達到一個足夠快的速度，使我們可以在長短合理的時間內到達任何想要去的太空目的地，那麼火箭就需要充足的燃料，得到足夠大的推動力。另一方面，火箭需要攜帶的燃料重量實在太大，大得足以阻止它獲得足夠的速度。很顯然，火箭不是實施星際旅行的合適工具，人類需要找到一種僅需要很少的燃料或根本不需要燃料的新的航天方式。曾有人設想，無推進器的太空飛船也許是解決問題的最終方案。這種飛船裝備有一個超薄、超大的帆，完全展開後有美國的得克薩斯州那麼大，對準帆發射一束激光或高能微波源為飛船提供能量，推動飛船以1／3的光速行進，大約為每秒8.8萬公里，飛船就可以在50年之內到達半人馬星座。為此，可以挑選一批16歲左右的孩子，訓練他們成為首批宇航員。等他們20歲左右時派遣他們出發，經過長時間枯燥的太空旅程，他們65歲左右時到達半人馬星座，進行一些科學探索，然後把他們所得到的信息傳送回地球。非常明顯，這批宇航員的自然壽命決定了他們是“有去無回”的，顯然這是一項耗費一生的工作。
顯然，實現星際航行的困難肯定是巨大的。與我們距離最近的阿爾法半人馬座比鄰星，離太陽大約有4.4光年（1光年大約等於9.6萬億公里）；其次為天狼星，大約有8.7光年。需要指出，人類迄今製造出的航行速度最快的飛行器是“旅行者”太空探測器，它的速度是每秒15公里。我們可以想象以這樣的速度，最近的星系都是那麼遙不可及。假設生活在1.1萬年前冰川時期的洞穴人把“旅行者”太空探測器發射升空，去探測距離地球最近的半人馬座比鄰星，就算沒有任何意外，那麼它目前還正在茫茫太空中飛行，僅僅完成了全部旅程的1／15。
如果想走得更遠，就需要構思新一代宇宙飛船的模型。自帶引擎和燃料是必需的，有人設想，物質與反物質碰撞的形式也許是燃料供給的最佳途徑。
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