Il ne faut pas confondre le vide et le néant.
Dans le langage courant, un contenant dit "vide" (un verre, une bouteille) est en réalité rempli d’air. À pression atmosphérique, un millimètre cube d’air contient environ 2 × 1019 molécules, soit deux millions de milliards de milliards. Cette densité illustre l’ambiguïté du terme : si le vide n’est jamais total, mérite-t-il son nom ?
Les physiciens définissent le vide comme l’état obtenu après avoir éliminé toute matière détectable dans un volume donné, selon les limites technologiques actuelles. Il s’agit donc d’un vide relatif, jamais absolu.
On utilise une pompe à vide pour extraire les molécules d’un volume étanche. La qualité du vide est mesurée par la pression résiduelle, exprimée en :
Sur Terre, les meilleurs ultravides atteignent 10-10 à 10-12 Pa (ex. : accélérateurs de particules comme le LHC). Même dans ces conditions, des molécules subsistent, et le vide reste relatif.
Pression en pascal (Pa) : 1 Pa correspond à une force de 1 newton (N) appliquée uniformément sur 1 mètre carré.
Définition du newton (N) : Unité de force du SI. 1 N est la force capable de communiquer à une masse de 1 kg une accélération de 1 m/s².
Exemple : Une accélération de 1 m/s² signifie que la vitesse d’un objet augmente de 3,6 km/h chaque seconde (1 m/s = 3,6 km/h).
Contrairement à une idée reçue, le vide n’est pas "vide" d’énergie :
Un vide total impliquerait donc l’absence à la fois de matière et de rayonnement/énergie. Un tel état n’existe ni dans l’univers observable (où le rayonnement fossile baigne l’espace à 2,7 K), ni en laboratoire.
Dans Relativité – Théories spéciale et générale (1916), Albert Einstein (1879-1955) consacre une annexe au problème de l’espace et du vide. Il y cite René Descartes (1596-1650) et Emmanuel Kant (1724-1804), et rejette l’idée d’un espace vide de champs : « Les objets physiques ne sont pas dans l’espace, mais ces objets ont une étendue spatiale. De la sorte, le concept d’espace vide perd son sens. »
Albert Einstein, préface à la 9ème édition (1952). Pour Einstein, l’espace-temps est une entité dynamique, façonnée par la matière et l’énergie (équation E = mc²). Le "vide" devient alors un champ de potentiels, où même l’absence de matière laisse place à des propriétés géométriques (courbure de l’espace-temps).
En 1654, Otto von Guericke (bourgmestre de Magdebourg et scientifique) réalisa une expérience marquante pour démontrer l’effet de la pression atmosphérique :
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