物质（matter）与反物质（antimatter）相遇，在瞬间它们就会发生湮灭（annihilation），所有物质都化为乌有，全都转化为巨大的能量，这种巨大的能量将摧毁附近的一切……

这样的场景不止一次出现在科幻小说家创作的情节中。在科幻世界里，物质与反物质相互湮灭所产生的巨大能量可以作为动力源，也可以成为一种可怕的武器；甚至有人幻想，由物质和反物质组成的天体相遇，彼此在瞬间发生湮灭，形成一场宇宙浩劫……

真正的问题在于，反物质究竟在哪里？根据人类目前所勾画的宇宙模型，在宇宙大爆炸的初期，应该产生出了同等数量的物质与反物质。可是这两种性质完全相反的物质只要相互接触就会发生湮灭。如果这两种物质的数量完全相等，那么在宇宙产生的初期，物质与反物质就应该同归于尽，整个宇宙就只剩下辐射而已。

这与人类所观测到的宇宙大不相同。人类目前所观测到的宇宙主要由物质构成，人类也是到了20世纪才意识到反物质的存在。目前除了实验室里可以制造出极少量的反物质之外，也只能在宇宙射线中发现极其微量的反物质粒子，它们与人类观测到的普通物质的数量根本不成比例。当然，这也是人类仍然能够存在的原因之一。如果在宇宙中存在着大量反物质，那么我们所处的宇宙环境将充满了爆炸和高能辐射。

反物质究竟在哪里？宇宙中究竟存不存在完全由反物质构成的天体？这算是现代物理学最大的谜题之一。有人认为，在宇宙大爆炸发生之后，又出现了某种目前人类还不理解的物理现象，破坏了物质与反物质之间的对称，使物质大量保留了下来，而反物质则消耗殆尽。也有人认为，反物质一定大量存在于宇宙中的某处，只是因为距离我们太过遥远，所以人类至今还没有观测到它们的存在。

那么，究竟会不会存在着某种天体，完全由反物质构成？换句话说，如果在银河系里就有完全由反物质构成的天体，人类该怎样去发现它们？其中的关键在于反氦-4（Antihelium-4）原子核——也就是氦-4原子核的反物质。2011年，科学家们在美国布鲁克海文国家实验室通过相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy Ion Collider）首次制造出了反氦-4原子核。从反氦-4原子核的产生过程中，科学家们推断出，如果能够在太空中探测到反氦-4原子核的存在，那么它一定是只能产生于一个反物质星球内部的核聚变反应。

2011年5月16日，奋进号航天飞机把阿尔法磁谱仪（AMS-2）送上了国际空间站（ISS），开始了它探测宇宙射线、研究暗物质和反物质的科学旅程。到了2018年，负责阿尔法磁谱仪的科学团队宣布，在宇宙射线中发现了8个疑似反氦原子核的信号——其中6个是反氦-3原子核，2个是反氦-4原子核。对于这些尚未得到完全确认的探测信号，人们最初把它们解释为宇宙射线与星际物质相互碰撞的产物，但也有学者认为，宇宙射线与星际物质相互碰撞产生出反氦原子核的概率极低，更有可能的是，它们来自于反物质星球。

首先从阿尔法磁谱仪在太空中的探测结果来看，宇宙射线中存在的反物质数量极低——大约每发现1亿个氦原子核才会发现1个反氦原子核。这说明银河系中的绝大部分都是由物质构成的。但是不可排除的一种可能是，在银河系数以千亿计的星球中，或许存在着完全由反物质构成的星球。尽管现在还缺少关键证据，但或许可以通过现有的证据发现反物质星球的蛛丝马迹。

2021年4月20日，图卢兹大学的三位学者西蒙·杜普尔克（Simon Dupourqué）、路易吉·蒂巴尔多（Luigi Tibaldo）和彼得·冯·鲍尔穆斯（Peter von Ballmoos）在《物理评论D》（Physical Review D）杂志发表论文《由费米广域天文望远镜10年伽马射线源目录得出的太阳系附近反物质星球比率限定》（Constraints on the antistar fraction in the Solar System neighborhood from the 10-year Fermi Large Area Telescope gamma-ray source catalog），报告他们的研究成果。

如果在银河系中真的存在完全由反物质构成的星球，因为星球之间相互距离较远，它们可能并不会与由普通物质构成的星球发生直接碰撞，进而发生巨大的爆炸。但是反物质星球因为自身的引力，一定会把附近的星际物质吸引到附近，围绕着反物质星球运转。在引力的作用下，这些星际物质一旦坠入反物质星球，就会发生湮灭，进而产生出能量巨大的伽马射线。从这个思路出发，从银河系中的伽马射线源中就有可能发现反物质星球的踪迹。

这几位研究者整理了美国航空航天局（NASA）的费米广域天文望远镜10年间的探测数据，分析了太空望远镜在银河系中发现的5787个伽马射线源，通过对某个特定的能量区域进行筛选，从中发现了14个候选者。他们认为，这些伽马射线的来源所指向的星球，都有可能是由反物质构成。

在扁平状的银河系，上千亿的星球中如果真的存在完全由反物质构成的星球，通过计算可以得出，大约每40万个普通物质构成的星球对应1个反物质构成的星球。从另一个角度来看，在宇宙发展的后期，反物质更容易与物质接触发生湮灭。也就是说，如果反物质星球真的存在，那么它更可能形成于宇宙早期。如果反物质星球都是诞生于宇宙早期，那么它们就应该大部分位于银河系中最古老的银晕（galactic halo）区域，在这个区域可能是每5个普通物质星球对应1个反物质星球。

可以说，目前对于反物质星球的研究还处于最初的猜测阶段。人类还需要进行更多的探测，取得更多切实的证据来对这个猜测进行证实或证伪。在宇宙中发射伽马射线的原因有很多，所以更大的可能性是目前发现的这14个可疑的天体全都是由普通物质构成的天体。人类毕竟距离这些天体太过遥远，想要弄清它们的构成非常困难。想要寻找反物质星球，人们还需要探测到更多的反氦-4原子核，并且尽量追溯它们的来源。如果有一天人类真的发现了反物质星球，这必将再一次改变我们对宇宙的认知。

（本文写作参考了《物理评论D》和《物理世界》杂志的相关报道）