經常關注宇宙學得朋友，肯定都看到過反物質、暗物質和暗能量，這三個物理學中的詞彙，除了這三個還有一個普通物質，它們一起構成了宇宙中以前存在、現在存在的所有物質/能量形式，其中的反物質在目前的宇宙中，據我們觀察並不存在，而暗物質、暗能量、普通物質依然充斥著宇宙空間，組成了我們當今的宇宙。
那麼什麼是反物質、普通物質、暗物質和暗能量呢？以及當今的宇宙中為何不存在反物質？它們去哪了？今天就說下這個問題。
什麼是普通物質？
我為何要把普通物質放在最前面，首先介紹呢？原因就是普通物質最簡單、我們也最容易理解，因為我們人類自己本身，包括我們目前能在地球上、宇宙中看到的一切事物，都有有普通物質組成的。
在宏觀尺度上看，一些物質的結構/集合，包括你手上的手機、面前的辦公桌、水杯、呼吸的空氣、腳下踩的地球、家裡的寵物、以及更大尺度上的地球、太陽系、銀河系、星系團都有我們所說的普通物質。這些物質，我們看得見、摸得著所以一點也不奇怪和陌生。
從微觀的尺度上看，所有的普通物質都有由原子/分子構成的，而在原子之下，就是亞原子粒子，包括：輕子（e－、μ－和τ－以及三個對應的中微子）、重子（中子和質子），其中重子不是基本粒子而是複合粒子，在它們之下就是六味夸克和8個膠子。總的來說，上圖標準模型中的粒子，夸克、輕子、玻色子這些基本粒子就構成了我們所看到的普通物質世界。當然，你和我也是由這些基本粒子構成的。這就是我們普通物質世界，很好理解吧。
接下來說反物質
我把反物質放在物質之後是因為從字面上來說，你應該能夠理解反物質其實就是組成我們普通物質世界的一個反面，所以接下來說反物質，應該也很好理解。
反物質目前在我們的宇宙中，據我們的觀察是不存在的（後面會說原因），所以我們發現反物質之前在宇宙中存在過肯定不是通過觀察得出來的結論，而是先通過理論預言出來的，上實際20年代，狄拉克在它的方程中首先預言了反電子的存在，隨後在30年代，安德森在雲室中發現了反電子的運行軌跡，驗證了狄拉克的預言。至此我們就直到了我們的普通物質世界存在一個反世界版本。
就拿電子來說，在我們的正物質世界中，電子帶有一個負電荷、自轉為1/2、質量為0.511Mev/c^2，輕子數為+1，那麼電子的反物質版本，正電子其質量和電子一樣，但自旋相反為-1/2，且帶有正電荷，輕子數為-1，也就是說正電子和電子相比較，電荷相反、自旋相反、輕子數相反，其他的任何行為都是一樣的。從以上的性質就可以看出來，正電子就是電子的鏡像。
由於電荷不同，因此正電子和電子在磁場中發生偏轉的軌跡就不同，這就是上世紀30年代安德森發現正電子所使用的原理，假如電子往左偏轉，那么正電子就會往右偏轉。在我們發現正電子以後，反質子、反中子、反夸克相繼被發現。
這就說明了，在標準模型中的所有粒子都有自己的反版本，當然玻色子，例如光子、膠子它們的反粒子就是自己本身。
那麼這些反物質去哪裡了？
物質世界反版本的發現，讓我們之前認為的宇宙中重子數和輕子數守恆的想法被擊破，因為在反物質被發現之前，我們認為一個原子核中的質子和中子雖然可以相互通過β+和β-衰變來互相轉換，但不論怎麼變，原子核中的重子數都是守恆的，也就是說宇宙質子和中子的數量加起來是不會發生變化的。
但是反物質的發現就打破了這個認知，因為反物質有著和物質相反的重子數，它們相遇以後就會發生湮滅，並且以光子的形式釋放出能量。也就是說，正物質和反物質相遇就會變為純能量，這個過程也是可逆的（高能光子相撞可以產生正反物質）。這樣一來宇宙中的重子數和輕子數就不是守恆的了，它們也可以被創造和毀滅。
重子數和輕子數的不守恆，其實對我們理解宇宙起源來說是一件好事，因為這樣我們就能解釋宇宙中的物質是怎麼來的，如果宇宙中的重子數和輕子數是守恆的，那麼一開始宇宙中沒有任何的重子和輕子，它們的總數量為0的話，我們是沒有辦法解釋物質的起源問題。
你看，在宇宙誕生初期，在一定的溫度下，能量會自發的產生物質和反物質，並且這些正反物質會互相湮滅又變為了能量，在這個過程中宇宙中的重子和輕子數是守恆的，但是由於我們目前還不清楚的某種機制，導致了宇宙在一定的能量下，打破了重子和輕子數是守恆的規律，造成了正物質和反物質數量的不對稱，其中正物質粒子比反物質粒子在數量上多了10億分之一，那麼隨著宇宙的碰撞冷卻，能量也不再足以自發的產生正反粒子對，那麼接下來反物質在和正物質煙滅後，多餘的正物質就被保留了下來，這些物質就構成了我們現在看到的宇宙中的一切。
什麼是暗物質？
上文中我們插入目前標準模型物質粒子的圖片，在哪上面有正物質粒子有反物質粒子，但是就是沒有暗物質粒子，這說明啥？意思就是，目前暗物質到底是什麼鬼，我們並不清楚。標準模型中的粒子，並不能解釋暗物質粒子的問題。
你看，上文中我在描述我們現在能看到的宇宙時，強調的是普通物質，並沒有說成物質。這是因為，暗物質其實也算一種物質，它們切切實實的存在於我們當今的宇宙中，而且佔了宇宙物質比例的85%左右，也就是說，我們宇宙中的所有物質，其中就有大部分我們並不知道是啥，我們只能看到15%的普通物質。
那麼我們看不到暗物質，為何會知道暗物質存在呢？其實我們發現暗物質存在，並不是看到了暗物質，而是觀測到了沒有暗物質存在就不能解釋的一些引力異常現象，也可以稱為引力缺失，質量缺失。例如，星系旋轉速度異常，星系團中的星系運動速度異常。這些異常現象就直接指向了在我們的宇宙中，還存在大量的我們看不到的物質形式，在默默的提供著引力。
那麼為什麼我們發現不了暗物質呢？原因就在於這種物質粒子，它們不參與電磁相互作用，也不參與弱相互作用，只能和引力互動，所以我們沒有辦法通過有效的手段去發現這些粒子到底是什麼！也就是說，暗物質除了給我們普通物質世界提供引力以外，完全不會和普通物質發生任何的交互。這是我們目前不知道暗物質是啥的根本原因。
暗能量是啥？
暗物質和暗能量被稱為兩暗兄弟，從名字就可以看出來我們對暗能量也是知之甚少，我們目前只知道它是宇宙空間中存在的一種固有的能量，並且會在短時間內以正反虛粒子對的方式出現，然後瞬間湮滅，將能量歸還給宇宙虛空。我們發現暗能量的原因是，隨著我們對宇宙演化的理解，之前認為宇宙的空間會一直在引力的作用下發生減速膨脹，至於在未來膨脹速度能減到什麼程度，這就要看宇宙最初的膨脹率和物質密度了。
其結果無外乎有三種可能：
引力在未來獲勝，宇宙發生逆轉收縮，在大坍縮的結局下終結引力無法逆轉宇宙的膨脹，宇宙會一直勻速膨脹下去，直到死寂。引力和宇宙膨脹率處於臨界值，宇宙不會膨脹也不會收縮。但是我們在上世紀90年代通過對1a型超新星的觀測發現，宇宙真實的膨脹情況並不是以上的三種可能，而是我們的宇宙正在加速膨脹，這就說明了在宇宙中還存在著一些我們未知的能量形式，在為宇宙提供著負壓，拉扯著空間加速膨脹。這種未知的能量就是暗能量。
值得注意的是，這種我們不知道能能量形式，佔了宇宙總質能的70%左右，也就是說，在我們的宇宙中，大部分的能量是一種我們不知道的能量形式，而我們的普通物質只佔了總質能的5%不到。
以上就是我們宇宙中的能量形式，普通物質、反物質、暗物質、暗能量。不知道你看後有何感想！