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Lo spazio cosmico (da qui in avanti chiamato spazio) è il vuoto che esiste tra i corpi celesti. In realtà non è completamente vuoto, ma contiene una bassa densità di particelle: soprattutto plasma di idrogeno ed elio, radiazione elettromagnetica, campi magnetici, raggi cosmici e neutrini. La teoria suggerisce che contenga anche materia oscura ed energia oscura. Nello spazio intergalattico, la densità della materia può essere ridotta a pochi atomi di idrogeno per metro cubo. La temperatura di base, come fissato dalla radiazione di fondo lasciata dal Big Bang, è di soli 3 K (−270,15 °C); al contrario, le temperature nelle corone delle stelle possono raggiungere oltre un milione di kelvin. Plasma con una densità estremamente bassa e temperatura alta, come quelle del medium intergalattico tiepido-caldo e del medium tra ammassi di galassie, rappresenta la maggior parte della materia barionica comune nello spazio; concentrazioni locali si sono evolute in stelle e galassie. Lo spazio intergalattico occupa la maggior parte del volume dell'universo, ma anche le galassie e i sistemi stellari sono composti quasi interamente da spazio vuoto. I viaggi spaziali sono ancora limitati alle vicinanze del sistema solare; il resto dello spazio, a parte l'osservazione passiva con telescopi, rimane inaccessibile all'uomo. Non c'è un confine netto da cui comincia lo spazio giacché l'atmosfera terrestre sfuma più o meno gradatamente verso lo spazio stesso in virtù del decremento di forza di gravità. Tuttavia la linea Kármán, a un'altezza di 100 chilometri sopra il livello del mare nell'atmosfera terrestre, è convenzionalmente utilizzata come l'inizio dello spazio a uso dei trattati spaziali e per tenere traccia dei record aerospaziali. Il quadro di riferimento per il diritto spaziale internazionale è stato istituito dal Trattato sullo spazio extra-atmosferico, approvato dalle Nazioni Unite nel 1967. Questo trattato proibisce qualsiasi rivendicazione di sovranità nazionale e permette a tutti gli Stati di esplorare lo spazio liberamente. Nel 1979, il trattato sulla Luna ha reso le superfici di oggetti come i pianeti, così come lo spazio orbitale attorno a questi corpi, giurisdizione della comunità internazionale. Ulteriori delibere riguardanti lo spazio sono state redatte dalle Nazioni Unite, senza tuttavia aver escluso il dislocamento di armi nello spazio.

In matematica, uno spazio vettoriale, anche detto spazio lineare, è una struttura algebrica composta da: un campo, i cui elementi sono detti scalari; un insieme, i cui elementi sono detti vettori; due operazioni binarie, dette somma e moltiplicazione per scalare, caratterizzate da determinate proprietà.Si tratta di una struttura algebrica di grande importanza, ed è una generalizzazione dell'insieme formato dai vettori del piano cartesiano ordinario (o dello spazio tridimensionale) dotati delle operazioni di somma di vettori e di moltiplicazione di un vettore per un numero reale. Gli spazi vettoriali più utilizzati sono quelli sui campi reale R {\displaystyle \mathbb {R} } e complesso C {\displaystyle \mathbb {C} } , denominati rispettivamente "spazi vettoriali reali" e "spazi vettoriali complessi". Si incontrano spazi vettoriali in numerosi capitoli della matematica moderna e nelle sue applicazioni: questi servono innanzitutto per studiare le soluzioni dei sistemi di equazioni lineari e delle equazioni differenziali lineari. Con queste equazioni si trattano moltissime situazioni: quindi si incontrano spazi vettoriali nella statistica, nella scienza delle costruzioni, nella meccanica quantistica, nella teoria dei segnali, nella biologia molecolare, ecc. Negli spazi vettoriali si studiano anche sistemi di equazioni e disequazioni e in particolare quelli che servono alla programmazione matematica e in genere alla ricerca operativa. Strutture algebriche preliminari agli spazi vettoriali sono quelle di gruppo, anello e campo. Vi sono poi numerose strutture matematiche che generalizzano e arricchiscono quella di spazio vettoriale; alcune sono ricordate nell'ultima parte di questo articolo.

2001: Odissea nello spazio (2001: A Space Odyssey) è un film del 1968 prodotto e diretto da Stanley Kubrick, scritto assieme ad Arthur C. Clarke, che produsse il soggetto e, sulla medesima traccia, scrisse il romanzo omonimo pubblicato nello stesso anno. Colossal di fantascienza ambientato in un vicino futuro, tocca temi come l'identità della natura umana, il suo destino, il ruolo della conoscenza e della tecnica. Per quanto l'ispirazione provenga dal classico racconto del 1948 La sentinella di Clarke, quest'ultimo ha ammesso che "La sentinella assomiglia a 2001 come una ghianda assomiglia a una quercia adulta". Il film è considerato un capolavoro della storia del cinema e ne costituisce una svolta epocale, anche al di fuori del genere fantascientifico. Nel 1991 la pellicola è stata giudicata di rilevante significato estetico, culturale e storico, e inserita nella lista di film preservati nel National Film Registry della Biblioteca del Congresso degli Stati Uniti. Nel 1998 l'American Film Institute l'ha inserito al ventiduesimo posto della classifica dei migliori cento film statunitensi di tutti i tempi, mentre dieci anni dopo, nella lista aggiornata, è salito al quindicesimo posto. Lo stesso istituto lo ha inserito al primo posto nella categoria fantascienza.

Lo spazio è l'entità indefinita e non limitata che contiene tutte le cose materiali. Queste, avendo un'estensione, ne occupano una parte ed assumono nello spazio una posizione, la quale viene definita in maniera quantitativa secondo i principi della geometria, e qualitativa, in base a relazioni di vicinanza (lontananza) e di grandezza (piccolezza).Lo spazio fisico reale si ritiene sia tridimensionale, anche se nella fisica moderna tale spazio tridimensionale è considerato come parte di un continuo a quattro dimensioni detto spazio-tempo, che comprende anche il tempo. In matematica possono essere definiti "spazi" con un numero di dimensioni anche maggiore di quattro, e con complesse strutture sottostanti. Le osservazioni sperimentali confermano finora l'ipotesi di uno spazio tridimensionale fino a dimensioni subatomiche. La fisica delle alte energie, ed in particolare gli esperimenti al Large Hadron Collider del CERN, ricercano possibili manifestazioni di extradimensioni su scale subatomiche. Il concetto di spazio è considerato di fondamentale importanza per la comprensione dell'universo fisico. Tuttavia, c'è un disaccordo continuo tra i filosofi in merito al fatto se sia esso stesso un'entità, una relazione tra entità, o parte di un quadro concettuale.

La fisica (termine che deriva dal latino physica, "natura" a sua volta derivante dal greco (τὰ) φυσικά ((tà) physiká), "(le) cose naturali", nato da φύσις (phýsis), entrambi derivati dall'origine comune indoeuropea) è la scienza della natura nel senso più ampio. Nata con lo scopo di studiare i fenomeni naturali, ossia tutti gli eventi che possono essere descritti, ovvero quantificati o misurati, attraverso grandezze fisiche opportune, al fine di stabilire principi e leggi che regolano le interazioni tra le grandezze stesse e le loro variazioni, mediante astrazioni matematiche, quest'obiettivo è raggiunto attraverso l'applicazione rigorosa del metodo scientifico, il cui scopo ultimo è fornire uno schema semplificato, o modello, del fenomeno descritto: l'insieme di principi e leggi fisiche relative a una certa classe di fenomeni osservati definiscono una teoria fisica deduttiva, coerente e relativamente autoconsistente, costruita tipicamente a partire dall'induzione sperimentale.