Quantenschaum
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Quantenschaum ist ein Begriff aus der Physik, der bildhaft beschreibt, was passiert, wenn man die zwei großen Theorien der Physik, die Quantentheorie und die Allgemeine Relativitätstheorie, auf einem extrem kleinen Maßstab von 10–35 Metern (so genannte Planck-Länge) anwendet. Hier würden permanent kleine Blasen in der Raumzeit entstehen und wieder zusammenfallen. John Wheeler gab diesem Phänomen den zuerst salopp gemeinten Namen Quantenschaum, der aber später Einzug in die Fachliteratur fand (engl. Quantum foam oder auch Spacetime foam).
Aus der Sicht der Quantentheorie ist das Vakuum nicht leer, sondern angefüllt mit virtuellen Teilchen. Grund hierfür ist, dass sich aus der Heisenbergschen Unschärferelation eine Beziehung zwischen Energie E und Zeit t ergibt. Diese beiden Größen sind gemäß der nachstehenden Formel nicht gleichzeitig beliebig genau festgelegt:
wobei 
das Plancksche Wirkungsquantum ist und 
. Ein Teilchen mit der Energie E kann für eine Zeit 
existieren und dann wieder verschwinden.
Das kurzzeitige Entstehen virtueller Teilchenpaare (aus jeweils einem Materieteilchen und einem Antimaterieteilchen) nennt man Vakuumfluktuation. Für beliebig kurze Zeiten können Teilchen mit beliebig großer Energie bzw. Masse (m0 = E / c2) entstehen. Hier kommt die Allgemeine Relativitätstheorie ins Spiel, die besagt, dass eine große Masse die Raumzeit krümmt. Für kurze Zeiten entstehen also aufgrund der Vakuumfluktuationen Blasen in der Raumzeit, der Quantenschaum. Man kann zeigen, dass der Quantenschaum so chaotisch aufgebaut ist, dass für ihn die Gleichungen der Allgemeinen Relativität nicht mehr gelten. Ein Ausweg aus diesem Dilemma könnte die Entwicklung einer Quantengravitationstheorie sein, die Quantentheorien und die Allgemeine Relativitätstheorie vereint.
