Iako mnogi znaju da se “negativna energija” odnosi na negativni chi, negativnu auru ili na neki drugi način štetnu energiju koju osoba odaje, pojam također ima znanstvenu definiciju. Na temelju Heisenbergovog principa nesigurnosti, negativna energija ima veze s inherentnim fluktuacijama energije koje postoje u bilo kojoj energiji ili magnetskom polju. Ovaj oblik “egzotične materije” vrlo je nepredvidiva sila za koju je dokazano da postoji usred polja nulte energije. Iako je teško identificirati, nagađa se da ova vrsta energije postoji na rubu crnih rupa, a Stephen Hawking ju je naveo kao nužni preduvjet za putovanje kroz vrijeme.
Koncept negativne energije predložio je britanski fizičar Paul Adrien Maurice Dirac 1928. godine, kao komponentu Diracove jednadžbe. Ova je jednadžba dizajnirana da bude u skladu sa standardima specijalne relativnosti. U ovoj jednadžbi Dirac je opisao kako bi kvantna stanja pozitivne energije bila nadoknađena negativnom energijom. Općenito, ove dvije vrste energije će jedna drugu uravnotežiti. Dakle, negativan oblik energije obično nije vidljiva pojava. Međutim, u slučaju čistog vakuuma, negativna energetska stanja bit će izražena za sve atome unutar vakuuma, dok pozitivna energetska stanja neće biti izražena. Ovaj koncept se naziva Diracovo more.
Teoretski, rupa se može razviti u Diracovom moru ako se zalutala gama zraka sudari s elektronima u negativnom energetskom stanju, pretvarajući ih tako u pozitivno nabijeni elektron. Takva rupa u Diracovom moru ponašala bi se suprotno od izvornog negativno nabijenog elektrona. Novi pozitivno nabijeni elektron bio bi primjer antimaterije. Stoga se antimaterija ne smije miješati s negativnim stanjem energije.
Godine 1948. nizozemski fizičar Hendrick Casimir predvidio je da bi mala privlačna sila mogla postojati između dvije nenabijene, paralelne ploče u vakuumu. Ako se ploče nalaze krajnje blizu jedna drugoj, stvara se negativna energija jer broj elektromagnetskih valova između dvije ploče postaje manji od broja okolnog prostora. U biti, negativno stanje energije postaje prisutno kada su valne duljine čestica u određenom području prostora manje od onoga što se normalno može mjeriti.
Kazimirova predviđanja promatrana su u dva odvojena pokusa. Prvi eksperiment dogodio se 1958. godine, a nadgledao ga je MJ Sparnaay. To je dalo rezultate koji su bili u skladu s Casimirovim teorijama. Drugi eksperiment, Steve K. Lamoreaux, proveden je 1997. Umjesto da u eksperimentu koristi dvije ploče, Lamoreaux je upario jednu ploču s drugom pločom koja je bila dio gotovo precizne kugle. Ovaj eksperiment je također potvrdio Kazimirova predviđanja. Iako negativna stanja energije možda nisu vidljiva, dokazana su i teorijski i eksperimentalno.