1928年，英国物理学家狄拉克预言电子的反物质—正电子的存在。到了1932年，美国物理学家安德生在宇宙线中发现了它，提供了反物质存在的一个证据。由此，使宇宙起源于“原始火球”（亦称“原始原子”）的学说遇到了困难。因为物质与反物质相遇时，就会湮灭，即转化为其他形式的物质，如一个电子和正电子相遇时就转化为两个光子。瑞典物理学家克莱因由此提出了一种对称宇宙模型，即正、反物质宇宙模型。他认为，大爆炸宇宙学要求正反物质存在微小的不对称是与粒子物理学正、反粒子对称性相矛盾的，从而假定在宇宙最初阶段正、反物质是完全等量的。他假定宇宙初期是由一团稀薄的双等离子体气云所组成，其中包含有等量的正、反粒子。由于引力作用该稀薄气云会收缩而密度会增高，正、反物质碰撞机会不断增多，频繁的湮灭反应产生电磁辐射。当其密度高到一定程度时，湮灭过程所产生的辐射压将超过引力作用，使收缩停止而转化为膨胀，于是形成我我们今天的膨胀宇宙。
按照这种宇宙模型推测，再宇宙中可能存在着巨大的正物质区域和反物质区域。在解释正、反物质何时分开，又怎样分开的问题上，克莱因假设宇宙初始存在磁场，由于引力和电磁力作用，正、反物质将分开并各聚集为以正物质为主和以反物质为主的团块，其间由薄层的“混合”物质隔开，即在正、反物质交界处，由于正、反物质湮灭所产生的巨大辐射压可保持正、反物质的区域分开、我们今天正好生活在以正物质为主的宇宙区域中。可能在这个正物质宇宙之外，还存在另外的反物质宇宙。有些宇宙学家指出，最初宇宙中的正、反物质为什么不会湮灭呢？他们后来究竟怎样分开的？正反物质模型对这些问题的回答都很勉强。从原始宇宙线中既未找到按此模型应当存在的反物质粒子，也尚未从观测上发现正、反物质区之间由正、反粒子湮灭产生的大量γ射线光子。此外，这一理论对宇宙微波背景辐射也难以做出解释。尽管近年来科学界获得了一些支持反物质存在的间接证据，正、反物质宇宙模型还只是一个影响不大的科学假说，尚待检验
