理論上是可以行的通的，利用反物質可以將飛船加速到最大限度接近於光速，但不能達到或超過光速，現階段反物質還只是停留在發現階層，在歐洲的大型強子對撞機中已經發現了幾對反物質，但還不足以大量使用。

另一個更為奇幻的設想是光帆推進技術，它由物理學家羅伯特·福沃德（Robert Forward）在1962年提出的。飛船無需攜帶燃料，而是攜帶一張巨大的光帆，位於月球的鐳射陣列發出高能鐳射聚焦到光帆上。理論上，該技術可使飛船最高速度達到光速的1/5。然而，這項腦洞大開的技術目前也只是在理念上存在，估計在22世紀末才可實現。

應用光帆技術探索深空的“攝星計劃”發起人皮特·沃登（Pete Worden）認為，讓深空探測變成現實的兩個途徑，一是將飛船做的更小一點，二是利用更高效的能源形成所需的推力。如何考慮發射一艘攜帶更多、更智慧探測裝置的飛船到外星球，他的答案是，依賴目前的物理學理論想要將一個小型飛行器以光速的1/5飛往太空，最有可能的途徑就是利用反物質作為推進火箭的動力來源。

第一個反物質粒子是1932年由美國物理學家卡爾·大衛·安得森（Carl David Anderson）發現的正電子。他在研究宇宙射線高能粒子時發現，當宇宙線和實驗靶標作用後，可以產生一種看起來很像電子，但攜帶正電荷的粒子。他把這種粒子稱為“正電子”。隨後，人們又發現了反質子，這是一種和質子性質完全相同，卻攜帶負電荷的粒子。人們把這些粒子統統稱為“反物質粒子”，它們的質量、自旋等性質和構成我們日常世界的粒子相同，只是攜帶的電荷符號相反。

反物質是理論上最高效的燃料。因為，當反粒子和正粒子碰撞，就會相互毀滅，轉化成高能光子，這個過程稱為湮滅。

湮滅會使得百分之百的正反物質質量都轉化成能量。它服從愛因斯坦質能方程E=mc^2，要比核聚變的效率還要高100倍以上。有學者計算，1克左右的正反物質湮滅所產生的能量，相當於3枚當年投向廣島的“小男孩”原子彈。

因此，反物質發動機的前景是非常誘人的，反物質充當飛行器燃料時就能夠在宇宙中高速飛行了。只需要攜帶幾克的反物質燃料，原則上就可以把一個小型機器人探測器加速到光速的1/10。

宇宙誕生初期，正反物質原則上應該成對出現，並隨後完全轉化為光子。但是如果正反粒子數目完全相同，我們的世界就無法誕生。我們的世界存在意味著大爆炸後正反物質相互湮滅之後的殘餘正物質構成了現在的宇宙。那麼是否在空間某處存在一個完全由反物質構成的世界呢？

從經驗看，地球附近不可能有大量的反物質存在，因為地球的大氣層可以伸延得很高，如果地面附近有大量的反物質，我們將會看到非常強烈的湮滅和能量釋放事件。同理，太陽一定也是由正物質構成的，因為太陽粒子——太陽風無時無刻不在吹打著地球表面，而並沒有發生湮滅現象。可以肯定，太陽系內所有的天體都是由正物質構成的。

而太陽系外，恆星之間也同樣充斥著星際介質，如果銀河系有部分的恆星是由反物質構成的，那麼我們應該在這個恆星和其他恆星之間看到劇烈的能量釋放現象。但是，在遙遠宇宙的某處，是否可能有一個小小的反物質世界，在那個世界的邊界發生的湮滅現象由於距離我們太遠而顯得太微弱呢？

1996年，美籍華人物理學家丁肇中教授將一個巨大的永磁體發射到太空，這個永磁體被稱為alpha磁譜儀。當帶電粒子進入磁譜儀後，就可以測量它們的質量和電量，以幫助研究人員區分普通物質粒子和反物質粒子。如果在alpha 磁譜儀中發現一個反氦核，那將是實實在在的證據，預示著宇宙遠處存在著一個完全有反粒子構成的世界。但至今為止，alpha 磁譜儀尚未有這樣的發現。

為什麼我們在宇宙中能夠觀測到如此之多的正物質，而只能觀測到極少量的反物質。科學家的解釋是——這是一種未被證明的理論——在大爆炸中產生的正物質和反物質只是近似地等量，正物質的總量稍多於反物質的總量。物理定律的某些方面使得這種不平衡在理論上還是可行的。正物質和反物質應該一起湮滅，但稍多一些的正物質在大湮滅之後倖存下來形成今天宇宙的一切。

在地球上，高能物理學家已經掌握了製造反質子、正電子的技術。在大型加速器中將一束質子加速到極高能，並將其導向靶標。這樣的質子的運動能量非常高，幾十倍於它自己的靜止質量，在和靶標的碰撞中，質子的動能就可能轉化成新的粒子。這些粒子的種類很複雜，包括pi 介子、k 介子、質子，同時會產生少量的反質子。

設在瑞士的歐洲聯合核子物理中心CERN（Conseil Europeenn pour la Recherché Nucleaire，又名歐洲粒子物理實驗室）早在20世紀80年代就可以用這樣的方式製造大量的反質子。反質子在產生後速度的大小和方向都不相同，如果想要將這些反質子收集起來，就需要想辦法將它們冷卻到同樣的速度，並且將它們導向儲存器。

一個簡單的儲存反物質的方法是將它們匯入一個磁場中，這樣它們可以在磁場中迴旋運動。1987年，美國公佈的反物質推進器調查報告稱，當時他們收集到的反質子數目有幾萬億（10^12）。

加速器中的實驗說明了，在模擬大爆炸的溫度下，能量是可以產生粒子和反粒子的。也就是正物質和反物質最初產生的由來。

反質子是帶電粒子，可以用一個磁場加以約束。CERN 用來積累反物質的約束器體積非常大，其中的反物質密度極其稀薄，如果想要將反物質用於火箭發動機，就必須將其冷卻到固體物態達到普通物質密度，才能更有效地儲存。

安全儲存也是反物質推進器最大的困難之一。19世紀的炸藥專家可能認為硝酸甘油是最危險的爆炸物，只需在石頭上塗上幾滴，用錘子一敲就可以爆炸。但這種危險性相比反物質來說就小巫見大巫了。反物質必須懸浮儲存在真空容器中，完全隔絕和普通物質的接觸，一般認為可以透過磁場或者電場的約束來實現。這種儲存方式在少量的普通物質上已經得到測試，但安全性還需認真考察。

早在1953年，德國火箭科學家Eugen Sanger 就提出可以用反物質推進宇宙飛船，後來以反物質為燃料的火箭成為了科幻小說家喜愛的星際運載工具。

科學家認為，正、反物質的湮滅將釋放巨大的能量，是效率最高的燃料。比較一下每1000克火箭發動機燃料的效果，化學反應可以產生1x10^7焦耳的能量，核裂變產生8x10^13焦耳，核聚變產生3x10^14焦耳，而反物質的湮滅能夠產生9x10^16焦耳，是太陽核心熱核反應的300倍。這種反物質推進火箭的比衝量是最高的，像太空梭那麼巨大的燃料箱和推進器中的燃料完全可以用100毫克的反物質代替，大大減輕航天器自重。

科學家認為，使用反物質推進火箭只需17克反物質就可以加速到光速的1/10，從地球到半人馬座-Alpha星（距離地球4.37光年）只需40年時間。不過要製取反物質並不容易，大量製取反物質尚需時日，目前的方法還是利用大型對撞機，所以成本十分昂貴。

現在，反物質推進系統、反物質引擎的製造仍面臨障礙。例如，反物質的狀態不穩定，接觸到儲存容器將發生一場災難性核爆炸。科學家設想，由正反物質湮滅產生的能量一部分從船尾噴出，另一部分從船頭噴出，最後打在前面的“帆板”上折向後方，讓兩部分物質共同推動飛船前進。樂觀估計，速度達到0.4倍光速的反物質推進的飛船將在未來50年內成為現實。

有趣的是，如果未來飛船技術可以讓速度非常接近光速，但根據相對論原理，飛船上的時間流逝會變得非常緩慢。在地球上的人看來，這樣的飛船經過千萬年才飛到銀河系中心，但對於飛船上的宇航員來說，或許僅僅過了區區數天。有朝一日，當他們在有生之年飛出銀河系探索廣袤宇宙時，地球上的人類或許早已滅絕。OMG ！