什么是负质量与负能量？
在物理学中，“负质量”和“负能量”是极具理论色彩的概念，它们并非日常经验中的事物，而是主要出现在前沿理论物理的框架内。负质量指的是一种假想的物质形式，其质量值为负数。根据牛顿第二定律，一个具有负质量的物体在受到力的作用时，会朝着与力相反的方向加速，这会导致许多反直觉的现象，例如排斥而非吸引的引力效应。目前，负质量尚未在实验中被观测或证实，它更多地存在于某些宇宙学模型和理论探讨中。
负能量则与量子场论和广义相对论密切相关。在量子力学中，海森堡不确定性原理允许在极短时间和极小空间范围内出现能量波动，其平均值可以暂时低于零，这被称为量子涨落产生的负能量密度。在广义相对论中，负能量与奇特的时空结构（如虫洞和曲速引擎模型）相关联，因为它可能产生排斥引力，维持时空通道的开放。卡西米尔效应是负能量的一种间接表现——两块非常靠近的金属板之间由于量子真空涨落受限，会产生一种微弱的吸引力，这被解释为板间区域具有比外部更低的能量密度（即相对负的能量）。
负质量与负能量的关系
负质量与负能量在概念上紧密相连，但并非等同。根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量与能量是等价的。因此，一个具有负质量的物体理论上也应关联着负能量。然而，在具体物理语境中，负能量可以在不涉及负质量实体的前提下，通过量子效应或特定场构型产生。二者的核心联系在于它们都可能产生“排斥”的引力效应。在广义相对论中，引力的源是能量-动量张量，其中包含能量密度和压强。无论是负能量还是负质量，其对应的能量密度项为负，都会导致时空曲率与普通物质相反，从而产生引力排斥，这挑战了传统引力的纯粹吸引性，为解释宇宙加速膨胀（暗能量）或构建科幻中的超光速旅行理论提供了理论上的可能性。尽管这些概念目前仍主要处于理论探索阶段，但它们极大地拓展了人类对宇宙基本规律的理解边界。