Năm 1928, nhà vật lí người Anh, Dirac, dự đoán sự tồn tại của phản vật chất. Ông cho rằng, đối với mỗi loại hạt vật chất thông thường, đều tồn tại một loại phản hạt tương ứng, khối lượng đôi bên như nhau, song lại mang điện tích ngược nhau. Những phản hạt này có thể kết hợp lại hình thành phản vật chất. Mọi thứ trong Vũ Trụ đều có vật đối ứng phản vật chất, như phản hằng tinh, phản hệ tinh v.v. Ngoài ra, nếu một hạt vật chất va đập với hạt phản vật chất đối ứng của nó, chúng sẽ huỷ nhau và sinh ra một tia γ năng lượng cao.
Bốn năm sau, lí thuyết này được chứng thực. Nhà vật lí người Mĩ, Edison, phát hiện được loại phản hạt thứ nhất. Khi dùng buồng tạo mây mù để nghiên cứu tia Vũ Trụ, ông quan sát thấy vệt hơi nước của một loại hạt. Khối lượng của nó bằng với khối lượng electron nhưng mang điện tích ngược lại. Loại hạt này được đặt tên là electron dương (pozitron). Nó là hạt đối ứng phản vật chất của electron. Năm 1955, các nhà vật lí của phòng thực nghiệm Lawrence Berkeley sử dụng một máy gia tốc hạt sinh ra phản proton. Cũng năm ấy, các nhà khoa học của phòng thực nghiệm vật lí hạt Châu Âu, gần Genève, thông qua máy gia tốc hạt sinh ra pozatron và phản proton, và còn làm cho chúng kết hợp với nhau sinh ra phản nguyên tử hiđro. Song cả quá trình chỉ ngắn ngủi trong nháy mắt.
Mấy năm gần đây, các nhà khoa học đã chế tạo các máy móc kiểm trắc tinh xảo để dò tìm phản vật chất trong Vũ Trụ. Máy thám trắc phản vật chất chỉ phát hiện được rất ít electron dương (pozitron) và phản proton trong tia Vũ Trụ, còn về phản hạt tương đối nặng thì ngay cả hình bóng cũng chưa hề phát hiện ra. Song các nhà khoa học tin rằng, phản hằng tinh và phản tinh hệ của nó có khả năng đang ẩn nấp nơi sâu thẳm trong Vũ Trụ.