Το λήμμα δεν περιέχει πηγές ή αυτές που περιέχει δεν επαρκούν.Μπορείτε να βοηθήσετε προσθέτοντας την κατάλληλη τεκμηρίωση. Υλικό που είναι ατεκμηρίωτο μπορεί να αμφισβητηθεί καινα αφαιρεθεί. Η σήμανση τοποθετήθηκε στις 8/10/2015.
Στην κλασική φυσική, ως κενό ορίζεται η απόλυτη απουσία ύληςσεμια περιοχή τουχώρου.
Αντλία κενού και βάζο σε σχήμα καμπάνας για πειράματα κενού, που χρησιμοποιήθηκαν για επιστημονική εκπαίδευση στις αρχές του 20ου αιώνα και εκτίθενται στο Schulhistorische Sammlung («Σχολικό Ιστορικό Μουσείο»), Bremerhaven της Γερμανίας
Τοτέλειο κενό (ή απόλυτο κενό) είναι μια εξιδανίκευση που φαίνεται πως δεν μπορεί να υπάρξει στην πραγματικότητα του δικού μας σύμπαντος, αλλά προσεγγίζεται μερικώς στοεξώτερο διάστημα. Οι φυσικοί χρησιμοποιούν τον όρο μερικό κενόγιανα περιγράψουν το ατελές κενό που παρατηρείται στον πραγματικό κόσμο. Μια πλήρης περιγραφή της ατελούς αυτής φυσικής κατάστασης θα απαιτούσε να προσδιοριστούν περισσότερες παράμετροι, όπως ηθερμοκρασία καθώς στην ιδανικότερη παρατηρήσιμη κατάσταση κενού, αυτήν του διαστήματος, υπάρχουν πάντα μερικά άτομα υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο. Ακόμα όμως κιαν αφαιρούσαμε όλη την ύλη μετη γνωστή μορφή της από τον χώρο, σύμφωνα μετηνκβαντική μηχανική, τα ιδεατά σωματίδια που εμφανίζονται για απειροελάχιστο χρόνο και ξαναχάνονται καιησκοτεινή ενέργεια της οποίας τα αποτελέσματα είναι παρατηρήσιμα δεν μας αφήνουν να ελπίσουμε για δυνατότητα δημιουργίας πραγματικού κενού στον κόσμο που γνωρίζουμε.
Ως αντίθετη έννοια του κενού, μια ιδεατή κατάσταση όπου ο τρισδιάστατος χώρος καλύπτεται εντελώς από ύλη, καλείται πλήρες(plenum).
Στημηχανολογία, κενό χαρακτηρίζεται οποιαδήποτε περιοχή εντός της οποίας η πίεση ενός αερίου είναι μικρότερη της ατμοσφαιρικής πίεσης. Οι μηχανικοί μετρούν τις διαβαθμίσεις του κενού με τις ίδιες μονάδες πίεσης. Η μονάδα SIγιατην πίεση είναι τοπασκάλ(pascal) (σύντμηση Pa), αλλά στην πράξη το κενό μετριέται σε μονάδες torr (Τορρικέλι), που ισούται με 133,3223684 μονάδες πασκάλ. Συχνά μετριέται επίσης κάνοντας χρήση της βαρομετρικής κλίμακας, ή δίνεται σαν ποσοστό της ατμοσφαιρικής πίεσης (μονάδα bar). Επίσης για εμπορικούς σκοπούς, το κενό συχνά μετράται σε χιλιοστόμετρα υδραργύρου (mmHg). Αυτό σημαίνει ότι ηπίεσηστο κενό, όταν προσδιορίζεται σε χιλιοστόμετρα υδραργύρου, είναι ίση μετα αναφερόμενα χιλιοστά υδραργύρου αφαιρούμενα από το 759,968. Συνεπώς, μια πίεση 660 mmHg ισοδυναμεί με πίεση (759,968 - 660) = 99,968 mmHg. Εδώ, τα 759,968 mmHg σημαίνουν το τέλειο ή απόλυτο κενό. Συνηθέστερα ακολουθείται το ακέραιο 760 mmHg = 76 cmHg = 30 inHg = 100% (σε ποσοστό κενού).
Τα όργανα που χρησιμοποιούνται γιατη μέτρηση πιέσεων χαμηλότερη της ατμοσφαιρικής ονομάζονται κενόμετρασε αντίθεση των οργάνων που μετρούν μεγαλύτερες πιέσεις και λέγονται μανόμετρα ή θλιβόμετρα.
Ανη μέτρηση μεγάλων πιέσεων αρχίζει από το τέλειο κενό τότε λέγεται πως εκφράζει απόλυτη πίεση. Αν όμως αρχίζει από της ατμοσφαιρικής πίεσης και προς τα άνω τότε λέγεται πως εκφράζει πραγματική πίεση (λέγεται και μανομετρική πίεση). Η διαφορά μεταξύ των δύο παραπάνω πιέσεων είναι ηβαρομετρική πίεση. Επομένως οποιαδήποτε "απόλυτη πίεση" (ρ) ισούται μετην αντίστοιχη "πραγματική" (ρυ) συντη "βαρομετρική" (Β).Οι μαθηματικές σχέσεις είναι οι εξής:
ρ = ρυ + Β καθώς και
ρυ = ρ - Β
Παράδειγμα: Έστω ότι μέσα σ΄ ένα λέβηταο υφιστάμενος ατμός πιέζει τα τοιχώματά τουμε "απόλυτη πίεση" 15 τεχνικών ατμοσφαιρών (At). Επειδή όμως εξωτερικά του λέβητα επικρατεί η βαρομετρική πίεση, έπεται ότι ησυνισταμένη πίεση, μετην οποία ο ατμός πιέζει τα τοιχώματα, από μέσα προς τα έξω, είναι ίση μετην πραγματική ή μανομετρική που δεικνύει καιτο μανόμετρο του λέβητα. Αν δηλαδή τοβαρόμετρο αντίστοιχα δίνει 760 mmHg, που ισούται με 1,033 At (δηλαδή τη συνηθέστερη τιμή βαρομετρικής πίεσης στην επιφάνεια της θάλασσας), τότε η "πραγματική πίεση" θα είναι ακριβώς 15 - 1,033 = 13,967 At ή περίπου 14 At. Συνεπώς την τιμή αυτή θα δεικνύει καιτο θλιβόμετρο του λέβητα.
Καθώς η πίεση του αερίου ελαττώνεται, η μέση ελεύθερη διαδρομή (ΜΕΔ) των μορίων του αερίου αυξάνει. Όταν ηΜΕΔ γίνει μεγαλύτερη των διαστάσεων του δοχείου, της αντλίας, του διαστημικού σκάφους ή άλλων αντικειμένων που είναι παρόντα, οι υποθέσεις περί συνεχούς της μηχανικής των ρευστών παύουν να έχουν ισχύ. Ουσιαστικά, τα μόρια του αερίου (σχεδόν) δεν συγκρούονται πλέον μεταξύ τους, αλλά μόνον μετα τοιχώματα το δοχείου. Αυτή η κατάσταση του κενού καλείται υψηλό κενό, καιη μελέτη της ροής των ρευστών σ' αυτή την περιοχή καλείται δυναμική σωματιδιακού αερίου.
Στο διαπλανητικό και διαστρικό διάστημα, η ισότροπη πίεση του αερίου είναι αμελητέα εν συγκρίσει μετην ηλιακή πίεση, τον ηλιακό άνεμο καιτη δυναμική πίεση. Οι αστροφυσικοί προτιμούν να χρησιμοποιούν την πυκνότητα γιανα περιγράψουν τέτοια περιβάλλοντα, σε μονάδες σωματιδίων ανά κυβικό μέτρο.
Σχηματική παράσταση της λειτουργίας μιας περιστροφικής αντλίας κενού.
Ο ευκολότερος τρόπος να δημιουργήσει κανείς τεχνητό κενό είναι να εκτείνει τον όγκο του περιέχοντος δοχείου. Για παράδειγμα, οι μύες μας διαστέλλουν τους πνεύμονές μας γιανα δημιουργήσουν μερικό κενό στο εσωτερικό τους, καιο αέρας εισορμά γιανα γεμίσει το κενό. Με επαναλαμβανόμενο αποκλεισμό ενός διαμερίσματος του δοχείου κενού και άντληση στη συνέχεια του περιεχομένου του, είναι δυνατόν να αντλήσουμε τον αέρα από έναν θάλαμο σταθερού μεγέθους, μετον ίδιο ουσιαστικά τρόπο που αντλούμε πορτοκαλάδαμεκαλαμάκι από ένα ποτήρι. Αυτή είναι η αρχή που διέπει τη λειτουργία των περισσότερων μηχανικών αντλιών κενού (βλ. διπλανό σχήμα). Στο εσωτερικό της αντλίας, ένας μηχανισμός διαστέλλει μια μικρή σφραγισμένη κοιλότητα γιανα δημιουργήσει βαθύ κενό (φάση (α)). Εξαιτίας της βαθμίδας πίεσης, ένα μέρος από τον αέρα του θαλάμου σπρώχνεται μέσα στη μικρή κοιλότητα της αντλίας (φάση (β)). Στη συνέχεια, φράσσεται η έξοδος της κοιλότητας προς τον θάλαμο (φάση (γ)) και ανοίγεται η έξοδός της προς το περιβάλλον (ατμόσφαιρα) (φάση (δ)). Τέλος, η κοιλότητα συμπιέζεται και πάλι στο αρχικό μικρό μέγεθος καιο κύκλος επαναλαμβάνεται.
Μια μηχανική αντλία κενού εξάγει τον ίδιο όγκο αερίου σε κάθε κύκλο, αλλά καθώς ηπίεσητου θαλάμου πέφτει, ο όγκος αυτός περιέχει ολοένα και λιγότερη μάζα (μικρότερο πλήθος σωματιδίων). Έτσι, μολονότι η ταχύτητα άντλησης παραμένει σταθερή όταν υπολογίζεται σε λίτρα/δευτερόλεπτο, ελαττώνεται εκθετικά όταν μετριέται σε χιλιόγραμμα/δευτερόλεπτο. Στο μεταξύ, τα ποσοστά διαρροής, εξάτμισης και εξαέρωσης παράγουν μια σταθερή ροή μάζας μέσα στο σύστημα. Όταν η ροή μάζας της αντλίας κατέβει στα ίδια επίπεδα με τις ροές μάζας μέσα στο θάλαμο, το σύστημα προσεγγίζει ασυμπτωτικά μια σταθερή πίεση που ονομάζεται πίεση βάσης (base pressure). Ηεξάτμισηκαιηεξαέρωση μέσα στο κενό ονομάζεται outgassing, καιηπιο κοινή πηγή της είναι το νερό που απορροφάται από υλικά μέσα στο θάλαμο. Το outgassing μπορεί να περιοριστεί μεξήρανσητου θαλάμου πριντη διαδικασία της άντλησης. Η πίεση βάσης μιας αντλίας με σύστημα πιστονιού που σφραγίζεται μελάστιχο ή πλαστικό είναι τυπικά 1 έως 50 kPa, ενώ μια αντλία με έλικα μπορεί να φτάσει τα 10 Pa καιμια περιστροφική αντλία λαδιού με καθαρό και άδειο μεταλλικό θάλαμο μπορεί εύκολα να πετύχει 0.1 Pa.
Εάν η κυρίαρχη ροή μάζας μέσα στο κενό του θαλάμου είναι η διαρροή του θαλάμου ή το outgassing των υλικών υπό κενό, τότε το κενό μπορεί να βελτιωθεί απλά μετην εγκατάσταση μεγαλύτερων αντλιών. Ωστόσο, φτάνει κάποια στιγμή πουη ανάδρομη διαρροή διά μέσου της αντλίας καιτο outgassing των λαδιών της αντλίας γίνονται οι κυρίαρχες ροές μάζας μέσα στο θάλαμο. Στην κατάσταση αυτή, το κενό θα προσεγγίσει τηνέσχατη πίεση της αντλίας - το βέλτιστο κενό που μπορεί να επιτύχει ο συγκεκριμένος τύπος αντλίας κάτω από ιδανικές συνθήκες. Η προσθήκη περισσότερων αντλιών σε παράλληλη σειρά ή μεγαλύτερων αντλιών του ίδιου τύπου μπορεί ακόμη να βελτιώσει την ταχύτητα άντλησης, δεν πρόκειται όμως να ρίξει την πίεση βάσης κάτω από την έσχατη πίεση. Καλύτερες τεχνολογίες άντλησης πρέπει να χρησιμοποιηθούν γιανα υπερνικηθεί αυτό το φράγμα.
Ευτυχώς, όταν η πίεση πέσει κάτω από το 1 kPa περίπου, καθίσταται δυνατή μια άλλη τεχνική δημιουργίας κενού δι' αντλήσεως. Με βάση τους νόμους της μηχανικής των ρευστών, η ροή της ύλης είναι διαφορετική σε διαφορετικές πιέσεις. Σε ατμοσφαιρική πίεση και χαμηλό κενό, τα μόρια αντιδρούν μεταξύ τους και ωθούν τα γειτονικά τους μόρια, μια κίνηση που είναι γνωστή ως τυρβώδης ροή. Όταν η απόσταση μεταξύ των μορίων αυξάνει, τα μόρια έρχονται σε επαφή μετα τοιχώματα του θαλάμου συχνότερα από ότι μετα υπόλοιπα μόρια, καιημοριακή άντληση καθίσταται περισσότερο αποτελεσματική από τη μηχανική άντληση. Αυτή η περιοχή ονομάζεται γενικά υψηλό κενό.
Οι μοριακές αντλίες (ή αντλίες διάχυσης) σαρώνουν μεγαλύτερη περιοχή από ότι οι μηχανικές αντλίες, καιτο κάνουν πιο συχνά, επιτυγχάνοντας έτσι πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες άντλησης, μετρημένες σε όγκο ανά μονάδα χρόνου. Το τίμημα γιατην υψηλή αυτή απόδοση είναι ότι τους λείπει το φράγμα ανάμεσα στο κενό καιτο περιβάλλον εκτόνωσης. Εφόσον δεν υπάρχει φράγμα, μια μικρή πίεση στο χώρο εκτόνωσης μπορεί εύκολα να προκαλέσει ανάδρομη ροή καινα στείλει τον αέρα πίσω διαμέσου της αντλίας· αυτό ονομάζεται πέδηση. Στο υψηλό κενό, ωστόσο, η βαθμίδα πίεσης έχει μικρή επίδραση στη ροή των ρευστών, καιοι μοριακές αντλίες μπορούν να επιτύχουν τη μέγιστη ισχύ τους.
Οι δύο κύριοι τύποι μοριακών αντλιών είναι ηαντλία διάχυσηςκαιητουρμπομοριακή αντλία. Καιοι δύο τύποι αντλιών παρασύρουν μόρια του αερίου που διαχέονται μέσα στην αντλία. Οι αντλίες διάχυσης παρασύρουν έξω μόρια με πίδακες λαδιού, ενώ οι τουρμπομοριακές αντλίες χρησιμοποιούν ανεμιστήρες μεγάλων ταχυτήτων. Καιοι δύο αυτές αντλίες εμποδίζονται και αποτυγχάνουν να αντλήσουν ανη εκτόνωση γίνεται απευθείας σε ατμοσφαιρική πίεση, επομένως πρέπει να εκτονώνονται μέσα στο χαμηλότερης διαβάθμισης κενό που δημιουργούν οι μηχανικές αντλίες.
Όπως καιμε τις μηχανικές αντλίες, η πίεση βάσης επιτυγχάνεται όταν η διαρροή, το outgassing καιη ανάδρομη ροή εξισώνονται μετην ταχύτητα της αντλίας, αλλά σ' αυτή την περίπτωση είναι πολύ δυσκολότερο να ελαχιστοποιήσουμε τη διαρροή καιτο outgassing σε επίπεδα συγκρίσιμα μετην ανάδρομη ροή. Τα συστήματα υψηλού κενού γενικά προϋποθέτουν μεταλλικούς θαλάμους με δακτυλίους στεγανοποίησης όπως οι φλάντζες Klein ή φλάντζες ISO. Το σύστημα πρέπει να είναι καθαρό και απαλλαγμένο από οργανικές ύλες γιανα ελαχιστοποιηθεί το outgassing. Όλα τα υλικά, στερεά ή υγρά, έχουν μια μικρή τάση ατμών, καιτο outgassing τους γίνεται σημαντικό όταν η πίεση του κενού πέσει κάτω από την τιμή αυτής της τάσης ατμών. Ως αποτέλεσμα, πολλά υλικά που συμπεριφέρονται καλά σε χαμηλό κενό, όπως το epoxy, γίνονται προβληματική πηγή outgassing όταν επιχειρούμε να επιτύχουμε υψηλό κενό.
Με τις παραπάνω στάνταρντ προφυλάξεις, εύκολα επιτυγχάνεται κενό της τάξης του 1 mPa με μοριακές αντλίες του εμπορίου. Με προσεκτικό σχεδιασμό και χειρισμό, 1μPa είναι δυνατόν να επιτευχθεί.
Μεγάλο μέρος τουεξώτερου διαστήματος μπορεί να θεωρηθεί για όλους τους πρακτικούς σκοπούς σχεδόν τέλειο κενό, με έναν μικρό μόνο αριθμό από άτομα ανά κυβικό μέτρο, μεπιο κοινά τα άτομα υδρογόνου (H) καιηλίου (He). Ηενδοαστρική ύλη περιέχει επίσης αρκετά σωματίδια σκόνης ώστε να επηρεάζει τις αστρονομικές μετρήσεις, και πιθανόν και άλλες μορφές σκοτεινής ύληςπου έχουν επίδραση στη διαστολή του σύμπαντος.
Όλο το παρατηρήσιμο σύμπαν είναι επίσης γεμάτο με μεγάλο αριθμό φωτονίων, που αποτελούν τη λεγόμενη κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, και πιθανότατα περιέχει έναν αντίστοιχα μεγάλο αριθμό νετρίνων. Η σημερινή θερμοκρασία της ακτινοβολίας υποβάθρου είναι γύρω στα 3 K, μόλις 3 βαθμούς πάνω από τοαπόλυτο μηδέν. Ούτε τα φωτόνια ούτε τα νετρίνα αυτά αλληλεπιδρούν σημαντικά μετην ύλη, οπότε τα αστέρια, οι πλανήτες καιταδιαστημόπλοια κινούνται ελεύθερα στο σχεδόν τέλειο κενό του διαστρικού διαστήματος.
Τα αστέρια, οι πλανήτες καιοι δορυφόροι συγκρατούν τις ατμόσφαιρές τους διά της βαρυτικής έλξης, επομένως οι ατμόσφαιρες δεν έχουν σαφή σύνορα. Η πυκνότητα του αερίου ελαττώνεται καθώς αυξάνεται η απόσταση από το ουράνιο σώμα. Στις χαμηλές τροχιές γύρω από τηΓη (σε ύψη 250 - 300 χλμ), η ατμοσφαιρική πυκνότητα είναι ακόμη αρκετά υψηλή γιανα προβάλει σημαντική αντίσταση στους δορυφόρους. Οι περισσότεροι γήινοι δορυφόροι λειτουργούν σε αυτό το υψόμετρο και χρειάζεται να πυροδοτούν τις μηχανές τους κάθε λίγες μέρες γιανα διατηρούνται σε τροχιά. Η ατμόσφαιρα σεΧαμηλή Γήινη Τροχιά ρυπαίνεται όλο και περισσότερο με ανθρωπογενή απόβλητα. Μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι ορισμένοι δορυφόροι που ανασυλλέγονται από την τροχιά είναι καλυμμένοι με ένα πολύ λεπτό στρώμα ούρωνκαιπεριττωμάτωνπου έχουν προφανώς προέλθει από ΡωσικέςκαιΑμερικανικές διαστημικές αποστολές.
[1]
Πέρα από τις πλανητικές ατμόσφαιρες, η πίεση των φωτονίων και άλλων σωματιδίων που προέρχονται από τον ήλιο γίνεται σημαντική. Τα διαστημικά σκάφη μπορεί να πληγούν από τους ηλιακούς ανέμους, αλλά οι πλανήτες δεν επηρεάζονται λόγω της πολύ μεγάλης μάζας τους. Έχει προταθεί η ιδέα να εκμεταλλευτούμε τον ηλιακό άνεμο για διαπλανητικά ταξίδια κατασκευάζοντας ηλιακά ιστία.
Το βαθύ κενό του διαστήματος μπορεί νατο κάνει ελκυστικό περιβάλλον για ορισμένες διεργασίες, για παράδειγμα εκείνες που απαιτούν εξαιρετικά καθαρές επιφάνειες.
Στα1913, οΝορβηγός εξερευνητής και φυσικός Κρίστιαν Μπίρκελαντ(Kristian Birkeland) ήταν ίσως ο πρώτος που προέβλεψε ότι το διάστημα δεν περιέχει μόνο πλάσμα, αλλά επίσης και "σκοτεινή ύλη". Έγραψε: "Φαίνεται να είναι φυσική συνέπεια των απόψεών μας να υποθέσουμε ότι το σύνολο του διαστήματος είναι γεμάτο με ηλεκτρόνια και ιπτάμενα ηλεκτρικά ιόντα όλων των ειδών. Έχουμε υποθέσει ότι κάθε αστρικό σύστημα σε εξέλιξη εξακοντίζει ηλεκτρικά σωματίδια μέσα στο διάστημα. Δεν φαίνεται παράλογο επομένως να σκεφτούμε ότι το μεγαλύτερο μέρος των υλικών μαζών στο σύμπαν βρίσκεται, όχι στα αστρικά συστήματα ή στα νεφελώματα, αλλά στον κενό χώρο." (Δείτε "Polar Magnetic Phenomena and Terrella Experiments", in The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902-1903 (εκδ. 1913, σελ.720) )
Στηνκβαντομηχανική, και ειδικά στηνκβαντική θεωρία πεδίου, τοκενό ορίζεται ως η κατάσταση εκείνη (δηλ. η λύση των εξισώσεων της θεωρίας) που κατέχει την ελάχιστη δυνατή ενέργεια (χαμηλότερη ενεργειακή στάθμη). Σε πρώτη προσέγγιση, αυτό σημαίνει απλώς μια κατάσταση χωρίς σωματίδια, εξουκαιτο όνομα.
Ακόμη καιτο ιδεατό κενό, νοούμενο ως πλήρης απουσία οποιουδήποτε πράγματος, στην πράξη δενθα παραμείνει άδειο. Για παράδειγμα, ας φανταστούμε έναν θάλαμο κενού που έχει εκκενωθεί εντελώς, ώστε η συγκέντρωση (κλασικών) σωματιδίων «ύλης» να είναι μηδενική. Τα τοιχώματα του θαλάμου θα εκπέμψουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υπό τη μορφή ακτινοβολίας μέλανος σώματος. Η ακτινοβολία αυτή μεταφέρει ορμή και ενέργεια, οπότε το κενό έχει ενεργειακό περιεχόμενο καιτα τοιχώματα δέχονται πίεση ακτινοβολίας. Το ίδιο αληθεύει ακόμη καιγιατο κενό του διαστρικού χώρου. Ακόμη κιανμια περιοχή του χώρου δεν περιέχει σωματίδια, ηΚοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου διαπερνά ολόκληρο το σύμπαν.
Υπό την κλασική έννοια του εντελώς άδειου χώρου, το κενό δεν μπορεί να υπάρξει ούτε στο εσωτερικό της ύλης. Λέγεται συχνά ότι «το άτομο είναι στο μεγαλύτερο ποσοστό κενός χώρος». Ωστόσο, στην κβαντική μηχανική τα σωματίδια δεν έχουν απολύτως καθορισμένες θέσεις και μεγέθη· δεν είναι σημεία ούτε «σβώλοι» που καταλαμβάνουν σαφώς έναν χώρο. Αντίθετα, μπορεί να θεωρηθεί ότι π.χ. ταηλεκτρόνια απλώνονται σε ολόκληρο τον χώρο του ατόμου, μεμια ορισμένη πιθανότητα να εντοπιστούν σε οποιοδήποτε σημείο του. Επομένως, μπορεί κανείς να μιλήσει για μικρότερη ή μεγαλύτερη «πυκνότητα πιθανότητας» σεμια περιοχή του χώρου, αλλά όχι για σαφώς κατειλημμένες και κενές περιοχές.
Σεπιο θεμελιώδες επίπεδο, ηκβαντομηχανική προβλέπει ότι ηενέργεια κενούθα διαφέρει από την απλοϊκά αναμενόμενη, κλασική τιμή της. Η κβαντική διόρθωση στην ενέργεια καλείται ενέργεια μηδενικού σημείουκαι συνίσταται από τις ενέργειες δυνητικών σωματιδίωνπου έχουν μια πρόσκαιρη ύπαρξη, καθώς δημιουργούνται αυθόρμητα από το κενό και επιστρέφουν σε αυτό. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται κβαντική διακύμανση του κενού και είναι συνέπεια της αρχής της απροσδιοριστίας. Οι διακυμάνσεις του κενού ενδέχεται επίσης να σχετίζονται μετη λεγόμενη κοσμολογική σταθερά. Οι κυριότερες πειραματικές ενδείξεις υπέρ των διακυμάνσεων του κενού είναι τοφαινόμενο Casimirκαιημετατόπιση Lambτων ατομικών φασματικών γραμμών.
Κατά τη διάρκεια της ιστορίας, οι διαμάχες σχετικά μετοαν είναι δυνατόν να υπάρξει κάτι όπως το κενό υπήρξαν διαρκείς και έντονες. Ορισμένοι αρχαίοι έλληνεςφιλόσοφοι ήταν απρόθυμοι να αποδεχτούν τη δυνατότητα ύπαρξης του κενού, καθώς το ταύτιζαν μετο "μηον" και θεωρούσαν ότι ο ισχυρισμός "υπάρχει κενό", δηλαδή "υπάρχει μηον" εμπεριέχει μιααντίφαση. ΟΠλάτων έβρισκε την ιδέα του κενού αδιανόητη. Πίστευε ότι όλα τα φυσικά αντικείμενα ήταν πραγματώσεις ενός αφηρημένου Πλατωνικού Ιδεώδους, και αδυνατούσε να φανταστεί ένα πρότυπο "ιδεώδες" του κενού. Παρομοίως, οΑριστοτέλης θεωρούσε τη δημιουργία κενού αδύνατη—το "τίποτα" δενθα μπορούσε να είναι "κάτι". Μεταγενέστεροι έλληνες φιλόσοφοι σκέφτηκαν ότι το κενό θα μπορούσε να υπάρξει έξω από τοκοσμικό σύμπαν, αλλά όχι στο εσωτερικό του.
Εξάλλου, η σχολή των ατομικών φιλοσόφων, με κύριο εκπρόσωπό της τονΔημόκριτο, εξέφρασε μια θέση ριζικά διαφορετική. Ταυτίζοντας την έννοια του κενού μετον κενό χώρο, ο Δημόκριτος κατόρθωσε να υπερβεί την αντίφαση που προξενούσε η έννοια του "μη όντος". Σύμφωνα μετον Δημόκριτο, υπάρχουν μόνον "άτομα και κενό". Μάλιστα, το κενό, ο κενός χώρος δηλαδή, είναι απαραίτητο στοιχείο της ατομικής θεωρίας, καθώς παρέχει το υπόβαθρο μέσα στο οποίο "φέρονται" (κινούνται) τα άτομα καικατ' επέκταση λαμβάνει χώρα οποιαδήποτε φυσική μεταβολή. Χωρίς το κενό δενθα είχε νόημα η διακριτή φύση των ατόμων, ούτε θα μπορούσε η ατομική θεωρία να χρησιμεύσει ως εξήγηση των φυσικών φαινομένων. Με άλλα λόγια, στην ατομική φιλοσοφία ο χώρος αποκτά φυσική υπόσταση και πρέπει να θεωρείται εξίσου "πραγματικός" μετο υλικό του περιεχόμενο.
Κατά τονΜεσαίωνα, η ιδέα του κενού θεωρούνταν ανήθικη ή ακόμη καιαιρετική. Η απουσία οποιουδήποτε πράγματος υποδήλωνε την απουσία τουΘεού, και παρέπεμπε στην κενότητα που προϋπήρξε της δημιουργίας που αφηγείται το βιβλίο της Γένεσης. Μεσαιωνικά νοητικά πειράματα πάνω στο ζήτημα του κενού εξέταζαν το ενδεχόμενο της ύπαρξης κενού, έστω και μόνο γιαμια στιγμή, μεταξύ δύο επιπέδων πλακών όταν αποχωρίζονταν γοργά η μία από την άλλη. Υπήρχε εκτενής συζήτηση σχετικά μετο εάν ο αέρας εισχωρούσε αρκετά γρήγορα καθώς οι πλάκες αποχωρίζονταν, ή, σύμφωνα μετονΟυίλλιαμ Μπέρλεϋ(William Burley), αν κάποιο "ουράνιο αίτιο" εμπόδιζε να προκύψει κενό—δηλαδή, εάν η φύση αποστρεφόταν το κενό, πράγμα που εκφραζόταν μετον όρο "τρόμος του κενού" (horror vacui). Αυτή η εικασία έχασε τη σημασία της μετά τις Παρισινές καταδίκες του επισκόπου Τεμπιέρ, ο οποίος αξίωνε ότι δεν υπάρχουν περιορισμοί στη δύναμη του Θεού, πράγμα που οδηγούσε στο συμπέρασμα ότι ο Θεός θα μπορούσε να δημιουργήσει κενό εάν το επιθυμούσε.
Συνεχίζοντας το έργο τουΓαλιλαίου, οΕβανγκελίστα Τορριτσέλλι υποστήριξε στα 1643 ότι εμφανιζόταν κενό πάνω από την ελεύθερη επιφάνεια τουυδραργύρουσε ένα βαρόμετρο υδραργύρου. Μερικοί πιστεύουν ότι μολονότι ο Τορριτσέλλι παρήγαγε πρώτος κενό, ήταν οΜπλεζ Πασκάλπουτο αναγνώρισε πρώτος ως τέτοιο. Αργότερα οΡόμπερτ Μπόιλ διεξήγαγε πειράματα πάνω στις επιπτώσεις του κενού. Για παράδειγμα, ένα καναρίνι όταν εκτίθετο σε κενό έχανε τις αισθήσεις του, συνερχόταν όμως όταν το επανέφεραν στον ανοιχτό αέρα. Στα1654, οΌτο φον Γκέρικε διεξήγαγε το περίφημο πείραμά τουμεταημισφαίρια του Μαγδεβούργου - ένα πείραμα που πήρε μάλλον τη μορφή δημόσιας επίδειξης, καταδεικνύοντας ότι δύο ομάδες αλόγων αδυνατούσαν να διαχωρίσουν, τραβώντας προς αντίθετες κατευθύνσεις, δύο ημισφαίρια από το εσωτερικό των οποίων είχε αντληθεί ο αέρας. Το φαινόμενο είναι ανάλογο μετην προσκόλληση μιας βεντούζαςσε ένα τζάμι: πιέζοντάς τηνστο τζάμι, ο αέρας ανάμεσα στις δύο επιφάνειες βγαίνει προς τα έξω καιοι επιφάνειες παραμένουν κολλημένες χάρη στην υποπίεση του εσωτερικού σε σχέση μετο εξωτερικό.
Παράλληλα, θεωρίες σχετικές μετη φύση τουφωτός είχαν υποβάλει την ιδέα ενός αιθέριου μέσουπουθα μπορούσε να παίζει το ρόλο του μέσου διάδοσης των φωτεινών κυμάτων (ΟΝεύτων βασίστηκε στην ιδέα αυτή γιανα εξηγήσει τα φαινόμενα της διάθλασης και της μετάδοσης θερμότητας μέσω ακτινοβολίας). Η ιδέα αυτή εξελίχθηκε στην έννοια τουφωτοφόρου αιθέρα κατά τον 19ο αιώνα, αλλά ήταν γνωστό ότι είχε σημαντικές αδυναμίες. Στα1887τοπείραμα των Μάικελσον και Μόρλεϋ(Michelson & Morley), στο οποίο χρησιμοποιήθηκε ένα συμβολόμετροσεμια προσπάθεια να εντοπιστούν μεταβολές στηνταχύτητα του φωτόςπου οφείλονταν στην κίνηση της Γης ως προς τον αιθέρα, κατέληξε σε ένα αρνητικό αποτέλεσμα που έγινε διάσημο. Καμιά μεταβολή στην ταχύτητα του φωτός δεν εντοπίστηκε, πράγμα που οδήγησε τελικά στην εγκατάλειψη της ιδέας ενός ακίνητου, διάχυτου στο σύμπαν μέσου, διά μέσου του οποίου θα κινούνταν ηΓησαννα βρισκόταν μέσα στο ρεύμα ενός ανέμου.
Το πείραμα δεν ήταν η μοναδική ένδειξη κατά της ύπαρξης του αιθέρα, αλλά το τελειωτικό χτύπημα στη θεωρία, μιας καιτο υποτιθέμενο αιθέριο μέσο ουδέποτε είχε εντοπιστεί θετικά, απλώς είχε υποτεθεί η ύπαρξή του μέσω μιας αναλογίας μετα άλλα κυματικά φαινόμενα. Εξάλλου, οι ιδιότητες που έπρεπε νατου αποδοθούν προκειμένου να εξηγηθούν με συνέπεια τα φαινόμενα που προκαλούσε κατέληξαν να είναι αντιφατικές. Ο αιθέρας, λοιπόν, πιο πολύ κατέστη περιττός (μετηΘεωρία της Σχετικότητας) παρά καταρρίφθηκε.
↑University of New Hampshire Experimental Space Plasma Group. «What is the Interstellar Medium». The Interstellar Medium, an online tutorial. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 17 Φεβρουαρίου 2006. Ανακτήθηκε στις 15 Μαρτίου 2006.
