Vakuum

Vakuum bezeichnet einen Zustand, in dem die Materiedichte so gering ist, dass praktisch keine Atome oder Moleküle vorhanden sind. Im Alltag versteht man darunter einen luftleeren Raum; in der Astronomie beschreibt es die fast vollständige Leere des Weltraums zwischen Planeten, Sternen und Galaxien.

Absolutes Vakuum existiert im Universum jedoch nirgends. Selbst der interstellare Raum enthält durchschnittlich etwa ein Atom pro Kubikzentimeter, vorwiegend Wasserstoff. Im intergalaktischen Raum sinkt die Teilchendichte auf weniger als ein Atom pro Kubikmeter. Zum Vergleich: Die Erdatmosphäre auf Meereshöhe enthält rund 2,7 × 10^19 Moleküle pro Kubikzentimeter.

Die moderne Physik zeigt, dass selbst das bestmögliche Vakuum nicht völlig leer ist. Das Quantenvakuum brodelt ständig vor virtuellen Teilchenpaaren, die kurzzeitig entstehen und wieder vergehen. Diese Quantenfluktuation hat messbare Folgen, etwa den Casimir-Effekt. In der Kosmologie wird dem Vakuum eine Energiedichte zugeschrieben, die mit der Dunklen Energie in Verbindung gebracht wird und die beschleunigte Expansion des Universums antreibt. Vakuum ist damit nicht Nichts, sondern ein physikalisch aktiver Zustand mit eigenen Eigenschaften.