Классический вакуум невозможен — в нём всегда кипит квантовый океан энергии.

Даже при температуре абсолютного нуля, когда классическая физика предсказывает полную неподвижность всех частиц, вакуум обладает нулевой энергией колебаний — минимальной энергией, которую не удаётся убрать из системы. Это явление обнаружили в XX веке при изучении квантовых полей, когда выяснилось, что элементарные частицы существуют не как точечные объекты, а как возбуждения полей, пронизывающих всё пространство. Даже в отсутствие реальных частиц эти поля непрерывно флуктуируют, порождая пары виртуальных частиц и античастиц, которые рождаются и аннигилируют за промежутки времени, не нарушая принцип неопределённости Гейзенберга. Последствия этого эффекта проявляются в различных областях физики. Энергия вакуума оказывает измеримое влияние на поведение электронов в атомах, что учитывается при расчётах энергетических уровней. На практике эффект Казимира демонстрирует, что две ненагруженные металлические пластины притягиваются друг к другу из-за разницы в нулевых энергиях электромагнитного поля между ними и снаружи — это явление уже регистрируется в лабораториях и рассматривается для приложений в нанотехнологиях. Важнейшее следствие касается космологии: энергия вакуума, часто называемая тёмной энергией или космологической постоянной, ответственна за ускоренное расширение Вселенной, открытое в 1998 году при наблюдении сверхновых звёзд.