Вакуумът не е празен, а гъмжи от частици, които се появяват и изчезват за части от секундата.

Концепцията за квантовата пяна е предложена за първи път от физика Джон Уилър през 1955 г. Тя описва състоянието на пространството на невероятно малки мащаби, известни като дължината на Планк (около 1,6 x 10^-35 метра). На това ниво класическата представа за гладко и празно пространство се разпада напълно.В основата на това явление стои Принципът на неопределеността на Вернер Хайзенберг, формулиран през 1927 г. Този закон гласи, че не можем да знаем едновременно точната енергия и времето на дадена система. Поради тази несигурност енергията на вакуума никога не е точно нула, а постоянно се колебае, създавайки т.нар. виртуални частици.Тези частици се появяват по двойки, състоящи се от материя и антиматерия, и съществуват за толкова кратко време (около 10^-22 секунди), че не могат да бъдат наблюдавани директно. Въпреки това тяхното влияние е доказано експериментално чрез Ефекта на Казимир, открит от Хендрик Казимир през 1948 г. Този ефект демонстрира, че две метални плочи във вакуум се привличат поради налягането на тези виртуални частици.Днес квантовата електродинамика (QED) използва тези принципи, за да прави едни от най-точните предсказания в науката. Разбирането на енергията на вакуума е от решаващо значение за космологията и обяснението на тъмната енергия, която ускорява разширяването на Вселената. Без тези квантови флуктуации структурата на самата реалност би била невъзможна.