El concepto de energía negativa en física se usa para explicar la naturaleza de ciertos campos, incluido el campo gravitacional y una serie de efectos de campo cuántico. Básicamente, es un truco contable para preservar la conservación de energía.
Los físicos nunca han encontrado una buena explicación de dónde proviene la energía añadida a los objetos acelerados por la interacción gravitacional. El problema se agita a mano al postular un “campo” omnipresente que contiene la energía (potencial / negativa) y de alguna manera puede transferir esta energía almacenada a objetos a grandes distancias.
La fuerza de la atracción gravitacional entre dos objetos representa la cantidad de energía gravitacional en el campo que los atrae entre sí. Cuando están infinitamente separados, la atracción gravitacional y, por lo tanto, la energía se acerca a cero. A medida que dos de estos objetos masivos se mueven uno hacia el otro, el movimiento se acelera bajo la gravedad causando un aumento en la energía cinética positiva del sistema. Al mismo tiempo, la atracción gravitacional, y por lo tanto la energía, también aumentan en amplitud. Pero la ley de conservación de energía requiere que la energía neta del sistema no cambie. Esto solo puede resolverse si el cambio en la energía gravitacional es negativo, cancelando así el cambio positivo en la energía cinética. Dado que la energía gravitacional se está fortaleciendo, esta disminución solo puede significar que es negativa.
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Stephen Hawking explica el concepto de energía negativa en su libro The Theory of Everything (New Millennium 2002): “Dos piezas de materia que están cerca una de la otra tienen menos energía [positiva] que las mismas dos piezas muy separadas, porque tienen que gastar energía para separarlos de la fuerza gravitacional que los está uniendo “
Existen varios fenómenos experimentales que pueden explicarse bastante bien utilizando el concepto de energía negativa, pero siguen siendo ambiguos porque el concepto de energía negativa utilizado para explicarlos es virtual / no detectable. Por ejemplo: –
EFECTO CASIMIR
El efecto Casimir es una pequeña fuerza atractiva que actúa entre dos placas conductoras sin carga paralelas cercanas. Se debe a las fluctuaciones cuánticas de vacío del campo electromagnético. El efecto fue predicho por el físico holandés Hendrick Casimir en 1948.
En el efecto Casimir, dos placas planas colocadas muy juntas restringen las longitudes de onda de los cuantos que pueden existir entre ellas. Esto a su vez restringe los tipos y, por lo tanto, el número y la densidad de los pares de partículas virtuales que pueden formarse en el vacío intermedio y pueden dar como resultado una densidad de energía negativa. Esto provoca una fuerza atractiva entre las placas, que se ha medido.
RADIACIÓN DE HAWKING
La radiación de Hawking es una radiación de cuerpo negro que se predice que será liberada por los agujeros negros, debido a los efectos cuánticos cerca del horizonte de eventos. Una visión alternativa del proceso es que las fluctuaciones de vacío hacen que un par de partículas-antipartículas aparezca cerca del horizonte de eventos de un negro agujero. Uno de los dos cae en el agujero negro mientras el otro escapa. Para preservar la energía total, la partícula que cayó en el agujero negro debe haber tenido una energía negativa (con respecto a un observador lejos del agujero negro). Esto hace que el agujero negro pierda masa y, para un observador externo, parecería que el agujero negro acaba de emitir una partícula.
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