Consideramos el espacio sin absolutamente nada como un vacío. También sabemos que no existe un vacío “perfecto”. Cuando tal es el caso, ¿existe la posibilidad de que haya espacio con menos que nada? Suena tonto, pero según la física cuántica, una región del espacio puede contener menos que nada. Su energía por unidad de volumen, la densidad de energía, puede ser inferior a cero. Los científicos han denominado esta “materia exótica”.
La energía puede considerarse como “la capacidad de hacer trabajo”. El trabajo es algo que transfiere energía de una forma a otra, por lo que una bombilla realiza el trabajo, ya que transfiere energía eléctrica a la luz y al calor. La energía no se puede crear ni destruir, solo podemos convertirla de una a otra forma de energía, a menudo en forma de calor que se pierde en los alrededores.
La energía negativa no debe confundirse con la antimateria, porque la antimateria tiene energía positiva. (Cuando un electrón colisiona con su antipartícula – positrón – los dos se aniquilan entre sí y producen rayos gamma que tienen energía positiva.) La energía negativa surge debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, que requiere que la densidad de energía de cualquier electro eléctrico, magnético o otro campo fluctúa al azar. Incluso cuando la densidad de energía es cero en promedio, como en el vacío, fluctúa. Por lo tanto, el vacío cuántico nunca puede permanecer vacío en el sentido clásico del término; Es un mar turbulento de partículas “virtuales” que aparecen y desaparecen espontáneamente. En la teoría cuántica, la noción habitual de energía cero corresponde al vacío con todas estas fluctuaciones. Mecánica cuántica, 1925-1927: el principio de incertidumbre
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Entonces, si de alguna manera se logra detener las fluctuaciones, el vacío tendrá menos energía de la que normalmente tiene, es decir, menos de cero energía. Las fluctuaciones de vacío pueden ser suprimidas por un rayo láser que pasa a través de materiales ópticos especiales, produciendo un estado de energía negativa. La densidad de energía entre dos placas sin carga en el vacío también será negativa. Esto se conoce como el efecto Casimir. Efecto Casimir
La producción de pulsos de energía negativa solo está permitida por la teoría cuántica en tres condiciones.
1. Cuanto más dure el pulso, más débil será.
2. Siempre debe seguir un pulso de energía positiva.
3. Cuanto mayor sea el tiempo de retraso entre los pulsos, mayor será la energía positiva, un efecto conocido como interés cuántico.
El concepto de energía negativa no es solo imaginario: algunos de sus efectos se han producido en el laboratorio. Toca muchas áreas de la física: gravitación, teoría cuántica, termodinámica. El entretejido de tantas partes diferentes de la física ilustra la estrecha estructura lógica de las leyes de la naturaleza.
Como consecuencia, hay algunas implicaciones serias. Según la relatividad general, la presencia de materia y energía deforma el tejido del espacio y el tiempo. Lo que percibimos como gravedad es la distorsión espacio-temporal producida por la masa, que es energía normal. Por lo tanto, es lógico pensar que la energía negativa también puede causar la distorsión del espacio-tiempo. Pero cuando la energía negativa o la masa, la llamada materia exótica, se dobla en el espacio-tiempo, pueden hacerse posibles todo tipo de fenómenos asombrosos: agujeros de gusano transitables, que podrían actuar como túneles hacia partes del universo que de otro modo serían distantes; unidad warp, que permitiría un viaje más rápido que la luz, etc.
Un agujero negro irradia energía a una velocidad inversamente proporcional al cuadrado de su masa. Aunque la velocidad de evaporación es grande solo para agujeros negros de tamaño subatómico, proporciona un vínculo crucial entre las leyes de los agujeros negros y las leyes de la termodinámica. La radiación de Hawking permite que los agujeros negros entren en equilibrio térmico con su entorno.
A primera vista, la evaporación conduce a una contradicción. La energía solo puede fluir hacia el horizonte. Entonces, ¿cómo puede un agujero negro irradiar energía hacia afuera? Debido a la conservación de la energía, la producción de energía positiva, que observamos como la radiación de Hawking, va acompañada de un flujo de energía negativa . en el hoyo Aquí la energía negativa es producida por la curvatura extrema del espacio-tiempo cerca del agujero, que perturba las fluctuaciones del vacío. De esta manera, se requiere energía negativa para la consistencia de la unificación de la física del agujero negro con la termodinámica.
El agujero negro no es la única región curva del espacio-tiempo donde la energía negativa parece jugar un papel. Otro es el agujero de gusano , un túnel hipotético que conecta una región del espacio y el tiempo con otra.
¿Qué es la energía negativa?
