Kan det finnas ingenting i någonting?

**Fråga:** Vad menar fysiker med ”tomrum”? Kan något som är absolut tomt över huvud taget finnas och ha utsträckning?

*Krister Jirlow*

**Svar:** Det går att pumpa all luft ur en vakuumkammare som har starka lufttäta väggar. I sådana kammare kan man bland annat testa de dräkter som astronauter använder under rymdpromenader. Men om man pumpar ur all luft och ser till att väggarna inte ger ifrån sig några atomer, blir det då helt tomt? Nej, för även om det är tomt på materia så är rummet fyllt av ljus, det vill säga fotoner. Även om man släcker lampan ger väggarna ifrån sig så kallad svartkroppsstrålning. Vid rumstemperatur är alltså ett mörkt rum fyllt med fotoner med våglängder i det infraröda området och längre.

För att även tömma rummet på energi måste vi kyla ner väggarna till den absoluta nollpunkten. Men inte ens då är rummet helt tomt. Om man mäter det elektromagnetiska fältet med en mycket noggrann voltmeter, skulle den inte visa noll utan i stället mäta ett brus som svarar mot cirka en halv foton. Detta är en effekt av kvantfysiken och Heisenbergs osäkerhetsprincip, som säger att det elektriska fältet och det magnetiska fältet inte kan vara exakt noll samtidigt. Detta brus är vad man kallar vakuumfluktuationer. Ett sätt att beskriva dessa vakuumfluktuationer är att partikel-antipartikelpar ständigt bildas och sedan annihilerar (förintar) varandra efter en mycket kort tid. Dessa partikelpar kallas virtuella partiklar, eftersom de inte kan observeras direkt.

I yttre rymden mellan stjärnorna är det verkligen mycket tomt på materia. I genomsnitt hittar man bara 40 väteatomer per kubikmeter. Dock är tomrummet fyllt av den kosmiska bakgrundsstrålningen, som domineras av fotoner i mikrovågsområdet. Dessutom verkar noggranna mätningar av universums expansion tyda på att det finns betydligt mer materia och/eller energi än vad vi kan se från jorden. Detta är vad man kallar mörk materia och mörk energi – och vad det är för något är det ingen som vet ännu.

*Göran Johansson, docent i teoretisk fysik vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg.*