Energia negativa

Energia é uma quantidade que deve sempre ser positiva, certo?

Pelo menos é o que nossa intuição nos diz: Se cada partícula é removida de um determinado volume até não sobrar nada que possa transportar energia, então atingimos um limite, e não poderíamos mais extrair energia desse lugar.

Ou será que poderíamos? Não seria possível extrair energia mesmo do espaço vazio?

A física quântica tem-nos mostrado repetidas vezes coisas que contradizem nossa intuição - e isso é verdade também neste caso.

Sob certas condições, energias negativas são permitidas, pelo menos em um certo intervalo de espaço e tempo - lembre-se da criação de luz a partir do vácuo e do uso de lasers para criar matéria e antimatéria, por exemplo..

Economia da energia

Uma equipe de pesquisadores da Áustria, Bélgica e Índia investigou agora até que ponto continua sendo possível extrair essa "energia negativa".

Eles descobriram que, não importa quais teorias quânticas sejam consideradas, não importa quais simetrias sejam mantidas no Universo, sempre existem certos limites para pegar energia "emprestada". Localmente, a energia pode ser menor que zero, mas, da mesma forma que o dinheiro emprestado de um banco, essa energia deve ser "devolvida" no final.

"Na teoria da Relatividade Geral, tradicionalmente assumimos que a energia é maior que zero, em todos os momentos e em qualquer lugar do Universo," comentou o professor Daniel Grumiller, da Universidade de Tecnologia de Viena. "Isso tem uma consequência muito importante para a gravidade: a energia está ligada à massa através da fórmula E=mc2. Portanto, energia negativa também significa massa negativa. Massas positivas se atraem, mas com uma massa negativa, a gravidade pode repentinamente se tornar uma força repulsiva."

Há físicos tentando também criar matéria do "nada".
[Imagem: ELI]

A teoria quântica, no entanto, permite a energia negativa.

"De acordo com a física quântica, é possível pegar energia emprestada de um vácuo em um determinado local, tal como dinheiro de um banco," continua Grumiller. "Durante muito tempo, não discutimos o valor máximo desse tipo de crédito energético e as possíveis taxas de juros a serem pagas. Várias suposições sobre esse 'juro' (conhecido na literatura como 'juros quânticos') têm sido publicadas, mas nenhum resultado abrangente foi capaz de gerar um acordo [entre os físicos].

"Todas as considerações anteriores sempre se referiram às teorias quânticas que seguem as simetrias da Relatividade Especial. Mas agora fomos capazes de mostrar que essa conexão entre energia negativa e entrelaçamento quântico é um fenômeno muito mais geral. As condições de energia que claramente proíbem a extração de quantidades infinitas de energia do vácuo são válidas para teorias quânticas muito diferentes, independentemente de simetrias," acrescentou o pesquisador.

Lei da conservação de energia não pode ser enganada

Certamente, isso não tem a ver com pretensas máquinas que supostamente geram energia do nada, ainda que haja projetos sérios envolvendo a energia do vácuo que possam dar margem a tais comparações.

"O fato de a natureza permitir uma energia menor do que zero por um determinado período de tempo em um determinado local não significa que a lei de conservação de energia seja violada," enfatiza Grumiller. "Para permitir fluxos de energia negativos em um determinado local, é preciso compensar com fluxos de energia positivos nas imediações".

Mesmo que o assunto seja um pouco mais complicado do que se pensava anteriormente, a conclusão é que a energia não pode ser obtida do nada, mesmo que ela possa se tornar negativa. Os novos resultados obtidos agora impõem limites restritos à energia negativa, conectando-a com propriedades quintessenciais da mecânica quântica.