Massa negativa pode existir? Cientistas investigam uma possibilidade prevista pela Física

Desde o começo, aprendemos a tratar a massa como uma grandeza positiva: corpos possuem massa inercial e gravitacional com valores positivos. A hipótese de massa negativa aparece como uma ideia impossível, na qual a massa teria sinal oposto. Agora, alguns pesquisadores voltam a questionar se a massa negativa é realmente proibida.

Em um novo trabalho teórico, os autores mostram que determinados modelos com objetos de massa negativa podem ser matematicamente consistentes. Isso levanta uma questão experimental: caso esses objetos sejam fisicamente possíveis, existiriam formas de observar sua presença?

A existência de massa negativa representaria uma mudança profunda na nossa descrição da matéria, da gravidade e da dinâmica dos corpos. No entanto, os resultados atuais permanecem no campo hipotético: não há evidência experimental estabelecida de objetos com massa negativa.

Massa negativa

A massa negativa não é considerada impossível simplesmente porque a Física proíbe matematicamente um valor menor que zero. O problema é que, nas teorias testadas experimentalmente, a massa aparece como uma grandeza positiva nas partículas e objetos conhecidos.

Na Relatividade Geral, a situação é ainda mais restritiva: densidades de energia e massa negativas podem gerar comportamentos gravitacionais incomuns. Embora algumas soluções matemáticas permitam valores efetivamente negativos em contextos específicos, não existe evidência experimental de um objeto macroscópico com massa negativa.

Como ela poderia existir?

Uma possibilidade discutida parte da própria origem da massa na Física moderna: ela está relacionada à energia dos campos e das interações entre partículas. Em prótons, por exemplo, a maior parte da massa não vem das massas dos quarks, mas da energia associada aos glúons e ao confinamento da força forte.

Como massa e energia são relacionadas, os autores investigam se determinadas configurações de energia poderiam produzir um comportamento equivalente ao de uma massa negativa. O modelo considera uma massa positiva imersa em um meio semelhante à energia escura, mas com uma constante cosmológica negativa.

Observando objetos de massa negativa

Observar diretamente um objeto de massa negativa seria extremamente difícil porque, nos modelos analisados, sua densidade de energia precisaria atingir valores da ordem de 10¹⁸ kg/m³. Isso é cerca de 200 trilhões de vezes a densidade média da Terra, tornando improvável uma detecção direta.

Por isso, os pesquisadores sugerem procurar efeitos gravitacionais indiretos. Um objeto de massa negativa em movimento em direção a uma massa positiva poderia reduzir parte de seu campo gravitacional. Esses objetos também poderiam alterar a estrutura de jatos relativísticos ou deixar assinaturas em colisões entre estrelas de nêutrons e buracos negros.

Gravidade modificada

Outra possibilidade investigada pelos autores envolve teorias de gravidade modificada, nas quais a Relatividade Geral é complementada por campos escalares adicionais.Em determinadas condições, a dinâmica desses campos poderia gerar regiões com propriedades equivalentes às de objetos de massa negativa.

Nesses modelos, a geometria do espaço-tempo ao redor do objeto poderia produzir efeitos gravitacionais diferentes dos previstos pela Relatividade Geral convencional. A luz, por exemplo, poderia sofrer uma deflexão repulsiva, afastando-se da região de massa negativa em vez de ser desviada em direção à concentração de massa.