Le vide (Le vide est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière.) est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...).

Au quotidien

Dans le sens commun, lorsque l'on dit qu'un contenant est vide, il est en fait rempli d'air qui adhère à tout. Un verre (Dans le langage courant, le mot verre sert à désigner un matériau dur, fragile (cassant) et transparent.) vide, une bouteille vide, un carton vide… contiennent en fait environ 2·10¹⁵ molécules par millimètre cube (En géométrie élémentaire, un cube est un prisme dont les côtés sont tous égaux. Les cubes figurent parmi les solides...), deux billions de molécules.

En philosophie

La notion de vide est intimement liée à la notion d'être. Le vide est l'absence de matière, l'absence d'être. Mais peut-on parler du vide comme d'une entité en soi, ou uniquement comme une absence. Parménide disait « l'être est, le non-être n'est pas » ; le vide est-il de l'être ou du non-être ?

Le statut du vide varie beaucoup selon les cultures. Leucippe, lorsqu'il imaginait la division de la matière, concluait que l'on arrivait à une particule indivisible (a-tomos, l'atome), sinon on arriverait au vide ; il était inconcevable pour lui que la matière pût être faite de vide.

Descartes niait l'existence de l'atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...) comme celle du vide, concepts auxquels il opposait les théories géométriques, réduisant l'espace à une pure et simple étendue, la matière n'étant qu'une modification de la forme. Gassendi l'a lourdement contredit sur ce point (Graphie) (5e objection des Méditations métaphysiques). En effet, le vide et l'atome composent bel (En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « bel », n'a pu être restituée...) et bien la matière, et ces caractéristiques lui confèrent une nature intrinsèquement différente de l'étendue.

La découverte, ou plutôt l'admission du vide dans la nature est une étape décisive de l'histoire des sciences, la polémique agita fortement les milieux savants durant la révolution scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude...) du XVIIè siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race,...).

Ainsi, lorsqu'un européen voit un verre, il voit d'abord la matière, sa forme ; un taoïste y verrait d'abord le vide qui le rend utile (qui permet d'être rempli).

Le vide taoïste est conçu comme un potentiel, quelque chose qui attend d'être rempli, et par extension d'être réalisé : c'est l'esprit vide de pensée dans lequel peuvent naître les idées, c'est le blanc de la feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs (spermaphytes, ptéridophytes et...) qui attend d'être dessiné (voir Taoïsme: Plénitude du vide et autres paradoxes).

Dans le bouddhisme, le vide désigne l'absence de nature propre de toute chose, la vacuité.

En physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ...)

En physique, le vide est un concept qui recèle des propriétés tout à fait surprenantes et néanmoins fondamentales.

Ce n'est pas le néant (l'absence de tout). La physique moderne nous indique d'ailleurs qu'il est tout à fait pertinent de discuter de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...) du vide. Ce n'est pas non plus un éther, un milieu matériel, suivant les époques, mouvant ou fixe et indépendant de tout référentiel, imaginé, par exemple, comme support des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés...) électromagnétiques. Il a été prouvé que ce dernier n'existe pas (par Michelson et Morley) , on en a donc abandonné l'idée.

On peut dans une première approche dire que le vide est un espace dans lequel les molécules sont fortement raréfiées. Ainsi, pour « faire le vide », on prend une enceinte étanche et on pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) l'air avec une pompe à vide ; on définit la qualité du vide par la pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.) d'air résiduelle, exprimée en pascal (Pa, unité du système international), ou plus souvent dans le milieu industriel en millibar (mbar) ou torr (mm de mercure). On ne peut atteindre ainsi qu'un vide partiel (Le mot partiel peut être employé comme :), quelle que soit la température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...).

Un vide considéré comme très poussé, « ultra-vide », correspond à une pression de l'ordre de 10^-8 Pa ; on y dénombre encore 2 millions de molécules par centimètre (Un centimètre (symbole cm) vaut 10-2 = 0,01 mètre.) cube^[1]. Par comparaison, la densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...) au sein des gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) interstellaire est de l'ordre de 1 atome par centimètre cube.

Mais qui dit absence de matière ne dit pas absence d'événement. Ainsi, les ondes électromagnétiques traversent le vide, et c'est le milieu qui s'oppose le moins à leur avancement (la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) dont on parle usuellement, limite à toute transmission d'information, est celle dans le vide) ; il y a dans le vide des variations du champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement...) et du champ magnétique (En physique, le champ magnétique est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction,...), mais ces champs ne nécessitent aucun support matériel. Le vide total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le...) nécessite donc l'absence à la fois de matière mais aussi de rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement...).

Le vide absolu défini ci-dessus est donc un milieu statistiquement sans particules élémentaires. La physique quantique, qui définit le vide comme l'état d'énergie minimale de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage...), montre qu'il reste néanmoins le siège de matérialisations spontanées et fugaces de particules et de leur antiparticules associées, on parle de particules virtuelles, qui s'annihilent presque immédiatement après leur création. Ces fluctuations quantiques sont une conséquence directe du principe d'incertitude qui affirme qu'il n'est jamais possible de connaître avec une certitude absolue la valeur précise de l'énergie. On appelle ce phénomène les fluctuations quantiques du vide^[2].

Einstein consacre l'annexe 5 de son livre Relativité - Théories spéciale et générale (Relativity - The Special and the General Theory, traduction de Robert Lawson, 1961) à la relativité et [au] problème de l'espace. Il y cite Descartes et Kant et donne raison au premier contre le second, en niant l'existence du vide, c'est-à-dire, précise-t-il, l'existence d'un espace vide de champ. Il note dans sa préface à la 9^e édition du livre : « 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. »

La pression du vide

Une des propriétés les plus curieuses du vide quantique est mise en évidence par l'effet Casimir : lorsque le vide est réalisé entre deux plaques conductrices, et en l'absence de toute contrainte mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies,...) externe, une pression est exercée sur les plaques dont la valeur dépend de la géométrie (Selon la définition donnée par Euclide dans ses Éléments, la géométrie serait la science mathématique des figures dans...) particulière du système. Cet effet est expliqué dans le cadre de la théorie quantique des champs qui affirme que la notion de vide dépend de la géométrie. Ainsi le vide enfermé entre les deux plaques conductrices possède une densité d'énergie différente du vide extérieur à l'enceinte. Cette différence de densité d'énergie a pour conséquence directe l'apparition d'une force mécanique exercée sur l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque...) séparant les deux milieux.

Propriétés physique du vide

perméabilité magnétique du vide μ0

 
 ≡ 4π×10-7 kg·m/A²s² (ou H/m) 
 

Conductance du vide

 
 = 1/119,916 983 2·π S 
 ≈ 2,654 418 729 438 07×10-3 A²s³/kg·m² 
 ≡ 1/μ0c 
 

permittivité (En électromagnétisme, la permittivité ε d'un matériau est le rapport D/E du déplacement électrique (aussi...) du vide ε0

 
 = 1/35 950 207 149·π F/m 
 ≈ 8,854 187 817 620 39×10-12 A²s?/kg·m³ 
 ≡ 1/μ0c² 
 

Impédance caractéristique (L'impédance caractéristique d'une ligne de transmission idéale (c'est-à-dire sans perte) est définie par) du vide Z0

 
 = 119,916 983 2·π Ω 
 ≈ 376,730 313 461 770 68 kg·m²/A²s³ 
 ≡ μ0c 
 

En mathématiques (Les mathématiques désignent la science du vrai et du faux en général. C'est-à-dire qu'elle ne s'attache pas à dire ce...)

En art

Petite histoire du vide

• 1644 : Découverte de la notion physique du vide par Torricelli
• 1646 : Pascal confirme et affine (En mathématiques, affine peut correspondre à :) cette théorie
• 1654 : Otto von Guericke fabrique la première pompe à vide
• 1855 : Geissler fabrique la première pompe à vide à déplacement de mercure. Le vide obtenu est proche de 1/10 de Torr (= 0,1 mm Hg ou 0,133 mbar)
• 1865 : Sprengel invente la trompe à mercure
• 1905 : Gaede crée la pompe à vide rotative à mercure
• 1910 : Gaede invente la pompe à palettes (principe inchangé à nos jours !)
• 1913 : Gaede invente la pompe turbomoléculaire, puis, dans la foulée, la pompe à diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à...), qui sera perfectionnée par la suite par Langmuir.