宇宙很大，人類活動的范圍卻極小，以人類目前的科技，即使要去“近在咫尺”的月球都不太容易，就更不用說飛出太陽系了，之所以會這樣，有一個重要的原因就是，人類使用的能源很是“原始”，無法給宇宙飛船提供足夠強大的動力。

所以如果人類想要擴大在宇宙中的活動范圍，就需要更加強大的能源，比如說我們經常聽到的可控核聚變。不過就已知的情況來看，可控核聚變并不是最強大的能源。

簡單來講，核聚變釋放出能量，來自于其反應過程中出現的質量虧損，而核聚變的質能轉換率其實并不高，例如釋放能量相對較高的氘氚核聚變，其質能轉換率只有0.7%左右。

很明顯，如果能實現100%的質能轉化，就可以認為是最強大的能源，實際上，科學家早已發(fā)現，有一種物質能夠實現100%的質能轉化，這種物質也因此被認為是人類未來飛出太陽系的希望，什么物質這么厲害呢？答案就是：反物質。

我們常見的物質可以稱為普通物質，它們其實都是由大量的微觀粒子構成，例如質子、中子、電子，這些粒子可稱為普通粒子，而反物質則是由反粒子組成的物質形式。

每一種反粒子都對應一個普通粒子，例如反質子對應質子、反中子對應中子、正電子對應電子，它們的質量、平均壽命、自旋以及磁矩大小都與普通粒子相同，但是所有的內部相加性量子數（如電荷、重子數、輕子數、奇異數等）都與普通粒子大小相同、符號相反，所以當反物質與普通物質發(fā)生接觸時，就會發(fā)生“湮滅”，在此過程中，所有參與“湮滅”的質量都會轉化為能量。

需要知道的是，反物質其實是真實存在的，例如一些天然放射性元素發(fā)生β+衰變時，就會釋放出正電子，而在上個世紀，人類就已經制造出了反物質。那么問題就來了，既然如此，為什么人類不利用反物質來作為能源呢？我們接著看。

目前制造的反物質主要來自于粒子對撞機，其原理可以簡單地概括為，先將微觀粒子（如質子、電子）加速至接近光速，然后讓它們相互碰撞，當碰撞發(fā)生時，能量會一個極小的空間內集中釋放，創(chuàng)造出極高的溫度和壓力，在這種高能環(huán)境中，一部分能量可以轉化為質量（E = mc^2），產生等量的普通粒子和反粒子，在此之后，人們會利用磁場和電場將反粒子從其他次級粒子中分離出來，進而得到反物質。

實際上，這樣的方法效率非常低，有多低呢？這樣說吧，在過去的日子里，人類通過粒子對撞機制造出的反物質，其總質量只有10多納克（1納克 = 0.000000001克）。

盡管人類目前制造反物質的主要目的是用來研究，而不是批量生產，但根據科學家的估算，以目前的科技水平來看，即使人類“開足馬力”來生產反物質，制造1克也需要3萬年的時間。

由此可見，人類現在之所以沒有利用反物質來作為能源，原因其實有點尷尬，那就是人類制造反物質的效率太低。不過我們還是可以樂觀地認為，這樣的情況應該只是暫時的，因為從理論上來講，人類還有其他的渠道來大規(guī)模地獲取反物質。

比如說，在行星磁場中就可能存在不少的反粒子，它們中的一部分是來自于宇宙射線本身，另一部分則是宇宙射線與行星的高層大氣相互作用所產生的，而由于這些反粒子大多是帶有電荷的反質子和正電子，因此它們會受到行星磁場的約束。所以在科技足夠發(fā)達的情況下，人類就可以在地球、甚至是木星和土星的磁場中收集反粒子，進而大規(guī)模地獲取到反物質。

又比如說，根據量子色動力學（QCD），宇宙早期高溫高密度條件下，夸克和膠子處于一種稱為“夸克-膠子等離子體”的狀態(tài)，而當宇宙冷卻到一定溫度時，這些夸克和膠子會結合形成質子和中子，在此過程中，夸克還可以形成一種超導狀態(tài)，稱為“色-味鎖定相”，在這種狀態(tài)下，三種不同味道的夸克（上夸克、下夸克和奇夸克）以一種大致對稱的方式結合在一起，形成一種被稱為“致密復合體”的物質結構。

從理論上講，用高能粒子束直接轟擊“致密復合體”就可以產生大量反粒子，并且轉化效率很高（大約1千克的“致密復合體”就可以產生100克的反粒子），在此基礎上，再加上“致密復合體”非常致密，不像環(huán)形加速器那樣需要多次繞圈并承受同步輻射損失，因此利用“致密復合體”來制造反物質，其效率將會比目前人類所使用的粒子加速器方法高出好幾個數量級。

重要的是，根據理論模型的推演，早期宇宙形成的“致密復合體”，現在仍然廣泛存在，只不過由于它們太過致密，大多都沉積在宏觀天體的核心區(qū)域，所以假如這種物質結構真的存在，并且人類未來有能力獲取到它們，就可以大規(guī)模地制造出反物質。

總而言之，盡管人類目前暫時還無法利用反物質來作為能源，但從長遠來看，反物質仍然可以認為是人類飛出太陽系的希望，相信隨著科技的不斷進步，終有一天，人類會真正地進入星辰大海之中。