据最新一期《自然》杂志刊发的论文，瑞士欧洲核子研究中心（CERN）的科学家们声称，他们取得了一项“里程碑式”的发现，首次证明了反物质（反粒子）会在引力作用坠落，从而又一次证明爱因斯坦的广义相对论是正确的。据报道，这一发现令科学家们欣喜若狂，CERN实验发言人杰弗里·杭斯特（Jeffrey Hangst）教授表示，这是首次在实验中直接观察到反物质运动的引力效应，“这是一个里程碑”。

爱因斯坦在反物质被发现之前就提出，反物质对引力的反应将与物质相同。

反物质是物质的对立面，但反物质很难被探测到，因为它每次只存在片刻，然后就会在与正常物质接触时被摧毁，这个过程被称为“湮灭”（annihilation）。

反物质是普通物质的神秘孪生兄弟，具有相同的质量，但却带有相反的电荷。几乎所有亚原子粒子，如电子和质子，都有一个反物质对应物。

电子带负电，而反电子（又称正电子）则带正电。同样，质子带正电，反质子带负电。

大约138亿年前，宇宙大爆炸（Big Bang）被认为产生了等量的物质和反物质，然而宇宙中几乎没有反物质，这引发了物理学中最大的谜团之一：所有的反物质都去哪儿了？

杭斯特教授表示，原则上，我们可以只用反物质建造一个宇宙，它将以完全相同的方式运行。物理学家认为，在宇宙大爆炸之后，物质和反物质确实相遇了，并且几乎完全摧毁了对方。然而，物质现在只占宇宙的近5%，其余的是人们更不了解的暗物质和暗能量，而反物质却消失了。

有关反物质的一个关键性未决问题是，引力是否会导致反物质以与正常物质相同的方式坠落。

虽然大多数物理学家都认为反物质会像正常物质一样坠落，但也有少数物理学家提出了相反的推测。

国际反氢激光物理仪器（ALPHA）合作组织的研究人员在瑞士欧洲核子研究中心进行实验，反氢气被装在一个圆柱形真空室中，顶部和底部被磁场困住。

国际反氢激光物理仪器（ALPHA）合作组织的研究人员在瑞士欧洲核子研究中心进行实验，检测引力是否会导致反物质以与正常物质相同的方式坠落。

实验涉及氢的反物质对应物，氢是最轻的元素。

论文作者之一、美国加州大学伯克利分校的物理学家乔纳森·沃特尔（Jonathan Wurtele）表示，在地球上，自然产生的大多数反物质都是由宇宙射线（来自太空的高能粒子）产生的，宇宙射线与空气中的原子碰撞，产生了“反物质-物质”对。

这种新产生的反物质只能持续到它撞击到大气层下层的正常物质原子为止。

不过，反物质也可以在受控条件下合成，比如在ALPHA实验中就使用了欧洲核子研究中心制造的反氢。

反氢气被装在一个圆柱形真空室中，顶部和底部被磁场困住。

研究人员减弱磁场，让反物质自由活动，以观察一旦引力影响显现，反物质是否会掉落。

实验表明，引力会导致反物质以与正常物质相同的方式坠落。

反物质确实掉了下来，其行为就像氢在相同条件下一样。

论文作者之一，加州大学伯克利分校物理学家乔尔·法扬斯（Joel Fajans）表示，这一结果是理论和依赖于微妙现象的间接实验所预测的，但是从来没有研究小组做过直接实验，把反物质简单地扔到地上，看它会向哪个方向坠落。

爱因斯坦在1932年反物质被发现之前就提出了广义相对论，但他对所有物质都进行了“等价处理”，这意味着反物质对引力的反应将与物质相同。

可是，如果反物质违背了预期呢？

论文作者之一、英国曼彻斯特大学的物理学家威廉·贝特谢（William Bertsche）表示，实验证明了广义相对论及其等价原理的力量，这是一个“巨大的惊喜”。

科学家们仍然对可观测宇宙中反物质的稀缺性感到困惑，因为没有迹象表明星系是由反物质构成的。

但是，实验表明，反物质和物质具有引力吸引力，这就排除了反物质稀缺的一种可能解释，即在宇宙大爆炸期间，反物质被物质的引力排斥。

法扬斯说：“无论理论有多么优美，物理学都是一门实验科学。”

文/南都记者 陈林