El espacio exterior no está completamente vacío de materia (es decir, no es un vacío perfecto), sino que contiene una baja densidad de partículas, predominantemente gas hidrógeno, así como radiación electromagnética.Esta materia está formada por radiación electromagnética, partículas cósmicas, neutrinos (cuya masa es tan pequeña que viajan a velocidades cercanas a la de la luz), materia oscura (materia que compone casi el 90% de las galaxias, pero que no interactúa con la luz ni ha sido nunca observada)[1] y la energía oscura.En el año 1640 demostró que una fuerza establecida se resiste a la formación de un espacio vacío.Para 1643 Torricelli creó un aparato para producir un vacío parcial; este descubrimiento dio lugar al primer barómetro de mercurio y en la época fue una sensación científica entre los europeos.[6] En el año 1650 el científico alemán Otto von Guericke construyó la primera bomba de vacío, con la cual concluyó que la atmósfera rodea al planeta Tierra, donde la densidad baja gradualmente cuanto más altitud existe.[9] El científico suizo Charles É. Guillaume hizo una medición estimada de la temperatura del universo, y la situó entre 5 y 6 K. Más adelante se efectuaron cálculos similares que arrojan 3.18 K y en el año 1933 el alemán Erich Regener definió una temperatura de 2.8 K basándose en la energía de los rayos cósmicos.Pasados 380 mil años, el universo se volvió lo suficientemente frío para permitir combinarse a los protones y electrones, fase conocida como época de recombinación.La materia y la energía se separaron, posibilitando a los fotones viajar libremente por el universo en expansión.La materia que quedó después de la expansión inicial sufrió un colapso gravitacional para crear estrellas, galaxias y objetos astronómicos, dejando un vacío conocido como espacio exterior.[15] En el espacio exterior, las estrellas, planetas y otros cuerpos celestes no se someten a ninguna fricción, por lo que pueden moverse libremente en sus órbitas.Sin embargo, la radiación del espacio exterior tiene una temperatura diferente a la temperatura cinética del gas, lo que significa que el gas y la radiación no están en equilibrio termodinámico.[22] Las semillas de Arabidopsis thaliana y Nicotiana tabacum germinaron tras estar expuestas al espacio durante 1,5 años.[26] La sangre y otros fluidos corporales hierven cuando la presión cae por debajo de 6.3 kPa, condición llamada ebullismo.[28] Se necesita oxígeno suplementario a 8 km para respirar y evitar la pérdida de agua.Esta presión es suficiente para evitar el ebullismo, pero la evaporación del nitrógeno disuelto en la sangre puede causar la enfermedad de descompresión.Estos efectos se pueden minimizar con intensivos ejercicios que son obligatorios en el entrenamiento de los astronautas.Durante períodos más largos existe un riesgo potencial de cáncer, daño ocular, del sistema nervioso, los pulmones y el tracto gastrointestinal.Esto se usa porque, como Theodore von Kármán calculó, por encima de una altitud de unos 100 km un vehículo típico tendría que viajar más rápido que la velocidad orbital para poder obtener suficiente sustentación aerodinámica para sostenerse él mismo.Sus órbitas nunca se «deterioran» porque casi no hay materia allí para ejercer arrastre por fricción.El espacio interplanetario no está vacío, contiene cantidades medianas de rayos cósmicos, que incluyen núcleos atómicos ionizados y partículas subatómicas.[45] Una nube de polvo interplanetario es visible en la noche como una banda débil llamada: «luz zodiacal».Planetas sin campos magnéticos como Marte, tienen sus atmósferas erosionadas a causa del viento solar.En las nubes moleculares frías la cantidad sube a alrededor de 108 o 1012 partículas por metro cúbico.Contiene alrededor de 104 -105 estrellas y el gas interestelar local contrarresta las astrosferas que las rodean.[52] Cuando las estrellas se mueven a velocidades lo bastante altas, sus astrosferas pueden generar arcos de choque, desviando el viento solar.[56] Su compuesto principal es hidrógeno ionizado, un plasma con igual número de electrones y protones.[61] En 1961 la sonda planetaria Venera 1 reveló la presencia del viento solar y sobrevoló al planeta Venus.[62] En agosto de 2012 la sonda espacial Voyager 1 se convirtió en la primera en abandonar el sistema solar y adentrarse al espacio interestelar.Estas resoluciones abogan por la cooperación internacional en los usos pacíficos del espacio exterior y la prevención de uso militar.[71] Sin embargo, no está prohibido el despliegue de armas convencionales en el espacio, como armas contra satélites que han sido probadas con éxito por los Estados Unidos, Rusia y China.
Bomba de vacío de Otto von Guericke (arriba a la derecha).
