Aunque muchos saben "energía negativa" para referirse a la chi negativo, el aura negativa, o la energía de otra manera perjudicial que una persona emite, el término también tiene una definición científica. Basado en el principio de incertidumbre de Heisenberg, la energía negativa tiene que ver con las fluctuaciones inherentes a la energía que existe en cualquier energía o campo magnético. Esta forma de "materia exótica" es una fuerza altamente impredecible que se ha demostrado que existe dentro del medio de campos de energía cero. Aunque es difícil de identificar, este tipo de energía se especula que existe en el borde de los agujeros negros, y ha sido citado como un requisito necesario para viajar en el tiempo de Stephen Hawking.

El concepto de energía negativa fue propuesta por el físico británico Paul Adrien Maurice Dirac en 1928, como un componente de la ecuación de Dirac. Esta ecuación fue diseñado para ser compatible con las normas de la relatividad especial. En esta ecuación, Dirac describe cómo los estados cuánticos de energía positiva se vería compensado por la energía negativa. En general, estos dos tipos de energía se equilibrarán entre sí. Por lo tanto, una forma negativa de la energía no es por lo general un fenómeno observable. Sin embargo, en el caso de un vacío puro, estados de energía negativa se expresarán para todos los átomos dentro del vacío mientras no hay estados de energía positivos se expresarán. Este concepto se conoce como el mar de Dirac.

Teóricamente, un agujero se puede desarrollar en el mar de Dirac si un rayo gamma parásita choca con electrones en un estado negativo de la energía, convirtiéndola así en un electrón cargado positivamente. Tal un agujero en el mar de Dirac se comportaría de manera opuesta del electrón original, cargado negativamente. El nuevo electrón con carga positiva sería un ejemplo de antimateria. Por lo tanto, la antimateria no debe confundirse con un estado negativo de la energía.

En 1948, el físico holandés Hendrick Casimir predijo que podría existir una pequeña fuerza de atracción entre dos placas paralelas cargadas en el vacío. En caso de que las placas de estar descansando muy cerca uno del otro, la energía negativa se produce ya que el número de ondas electromagnéticas entre las dos placas se vuelve menor que la del espacio circundante. En esencia, un estado negativo de la energía se convierte en presente cuando las longitudes de onda de las partículas en una determinada región del espacio son menos de lo que puede ser medido normalmente.

Las predicciones de Casimir se han observado en dos experimentos separados. El primer experimento tuvo lugar en 1958, y fue supervisado por MJ Sparnaay. Se produjo resultados que fueron consistentes con las teorías de Casimir. El segundo experimento, por Steve K. Lamoreaux, se llevó a cabo en 1997. En lugar de utilizar dos placas en el experimento, Lamoreaux emparejado una sola placa con otro plato que era parte de una esfera casi-precisa. Este experimento también confirmó las predicciones de Casimir. Mientras que los estados negativos de la energía pueden no ser observable, que se han demostrado tanto teóricamente, así como por medio de experimento.

• Se cree que la energía negativa que existe en el borde de los agujeros negros.
• Stephen Hawking afirma sería necesaria la energía negativa para viajar en el tiempo.