miniatura|Interfície entre la superfície de la Terra i l'espai exterior, la línia de Kármán a 100 km i l'exosfera a 690 km (no està a escala) Lespai exterior és la part de l'Univers més enllà de la Terra, dels cossos celestes o de la seva atmosfera.Definició despai exterior al Termcat. No hi ha cap frontera definida entre l'atmosfera terrestre i aquest medi, tot i que habitualment se sol considerar que l'espai exterior comença a una alçada de 80 a 120 km de la superfície terrestre. Se'n diu espai exterior per distingir-lo de l'espai aeri. D'altra banda, lespai profund forma part de l'espai exterior però es basa en la zona més enllà de la influència gravitacional de la Terra i de la seva atmosfera.Definició despai profund al Termcat.
L'espai exterior no està completament buit de matèria (és a dir, no és un buit perfecte) sinó que conté una baixa densitat de partícules, predominantment gas d'hidrogen, així com radiació electromagnètica. Encara que se suposa que l'espai exterior ocupa pràcticament tot el volum de l'Univers i durant molt de temps es va considerar pràcticament buit, o replet d'una substància anomenada èter, ara se sap que conté la major part de la matèria de l'Univers. Aquesta matèria està formada per radiació electromagnètica, partícules còsmiques, neutrins sense massa i fins i tot formes de matèria poc conegudes com la matèria fosca i l'energia fosca. De fet, en l'Univers cadascun d'aquests components contribueix al total de la matèria, segons estimacions, en la següent proporció: matèria condensada freda (0,03%), matèria estel·lar (0,5%), neutrins (partícules sense massa, 0,3%), matèria fosca (25%) i energia fosca (75%).Els materials de l'espai Espai exterior Antimateria a l'espai La naturalesa física d'aquestes últimes encara es coneix amb prou feines. Només es coneixen algunes de les seves propietats pels efectes gravitatoris que imprimeixen en el període de revolució de les galàxies, d'una banda, i en l'expansió accelerada de l'Univers o inflació còsmica, per una altra.
La línia de Kármán s'utilitza convencionalment com a l'inici de l'espai ultraterrestre amb la finalitat de tractats i registres sobre l'espai per a la indústria aeroespacial. El marc de dret internacional de l'espai va ser creat pel Tractat de l'espai exterior, que va ser aprovat per les Nacions Unides el 1967. Aquest tractat s'oposa a qualsevol reclamació de la sobirania nacional i permet que tots els estats, explorar l'espai exterior de manera lliure. El 1979, amb el Tractat de la Lluna, es va consensuar que les superfícies dels cossos celestes, com ara planetes, així com l'espai orbital al voltant, la competència de la comunitat internacional. Les resolucions addicionals sobre l'espai exterior han estat elaborades per les Nacions Unides, però aquestes no han impedit el desplegament d'armes a l'espai exterior.
Descobriment
Al voltant de l'any 350 aC, el filòsof grec Aristòtil va suggerir que «a la natura li repugna el buit», un principi que es coneix com a horror vacui. Aquest concepte construït sobre l'argument ontològic en el pel filòsof grec Parmènides, que va negar la possible existència d'un buit en l'espai. Amb base en aquesta idea que el buit no podia existir, a occident es va dur a declarar àmpliament que l'espai no podra estar buit des de fa molts segles. A finals del , el filòsof francès René Descartes va argumentar que la totalitat de l'espai havia de ser omplert.
En l'antiga Xina, hi havia diverses escoles de pensament sobre la naturalesa del cel, algunes de les quals tenien una semblança a la comprensió moderna. Al , l'astrònom Zhang Heng es va convèncer que l'espai ha de ser infinit, que s'estén molt més enllà del mecanisme que dona suport al Sol i les estrelles. Els llibres que sobreviuen de l'escola Hsüan Yeh diuen que els cels eren sense límits, «buit i sense gens de substància». De la mateixa manera, «el Sol, la Lluna, i la companyia d'estrelles suren en l'espai buit, en moviment o parat».
El científic italià Galileo Galilei sabia que l'aire tenia pes i així se subjecta a la gravetat. El 1640, va demostrar que una força establerta resistia la formació d'un buit. No obstant això, seguiria sent del seu alumne Evangelista Torricelli qui creés un aparell que podria produir un buit el 1643. Aquest experiment va donar com a resultat el primer baròmetre de mercuri i va ser una sensació científica a Europa. El matemàtic francès Blaise Pascal va comentar sobre el tub de mercuri del baròmetre de Torricelli afirmant que la pressió de l'atmosfera és de fet una força que fa pujar la columna de mercuri en el tub i que s'anomena simplement com a pressió atmosfèrica, en aquest cas, transmesa a través del mercuri. El 1648, el seu cunyat, Florin Perier, va repetir l'experiment en la muntanya Puy-de-Dôme al centre de França i es va descobrir que la columna va ser més curta per tres polzades. Aquesta disminució de la pressió s'ha demostrat encara més mitjançant la col·locació d'un globus mig ple dalt d'una muntanya i es veu que a poc a poc s'infla, però després es desinfla al descens.
miniatura|Els hemisferis de Magdeburg originals (a baix a l'esquerra), que s'utilitzaren per demostrar la bomba de buit d'Otto von Guericke (a la dreta). El 1650, el científic alemany Otto von Guericke va construir la primera bomba de buit: un dispositiu que refuta el principi de "l'horror vacui". Ell va observar correctament que l'atmosfera de la Terra envolta el planeta com una petxina, amb la densitat disminuint gradualment amb l'altitud. Va arribar a la conclusió que hi ha d'haver un buit entre la Terra i la Lluna.
En el , el teòleg alemany Nicolau de Cusa va especular que l'Univers no tenia un centre i una circumferència. Creia que l'Univers, encara que no és infinit, no pot ser considerat com a finit, ja que no tenia límits dins dels quals podria ser continguda. Aquestes idees van donar lloc a especulacions pel que fa a la dimensió infinita de l'espai pel filòsof italià Giordano Bruno en el . Va ampliar la cosmologia heliocèntrica copernicana amb el concepte d'un Univers infinit ple d'una substància que va anomenar èter, que no causa resistència als moviments dels cossos celestes. El filòsof anglès William Gilbert va arribar a una conclusió similar, argumentant que les estrelles són visibles a nosaltres només perquè estan envoltades per un èter fi o un buit. Aquest concepte d'un èter que es va originar amb els filòsofs de l'antiga Grècia, incloent-hi Aristòtil, que es concep com el mitjà pel qual els cossos celestes es movien.
El concepte d'un Univers ple d'un èter luminífer es va mantenir en voga entre alguns científics fins a principis del . Aquesta forma d'èter va ser vist com el mitjà a través del qual la llum pot propagar-se. El 1887, en l'experiment de Michelson-Morley es va tractar de detectar el moviment de la Terra a través d'aquest mitjà, buscant canvis en la velocitat de la llum depenent de la direcció de moviment del planeta. No obstant això, la lògica d'aquell període resultava en valor nul, indicant la discordança del concepte. La idea d'un èter luminífer fou posteriorment abandonada. Se substitueix per la teoria de la relativitat especial d'Albert Einstein, que sosté que la velocitat de la llum en el buit és una constant fixa, independent del moviment de l'observador o sistema de referència.
El primer astrònom professional per donar suport al concepte d'un Univers infinit va ser l'anglès Thomas Digges el 1576. Però l'escala de l'Univers no es va conèixer fins a la primera mesura satisfactòria de la distància a un estel proper el 1838 per l'astrònom alemany Friedrich Bessel. Va demostrar que l'estrella 61 Cygni tenia una paral·laxi de només 0,31 arcsegons (en comparació amb el valor actual de 0,287). Això correspon a una distància de més de 10 anys llum. La distància amb la gran galàxia d'Andròmeda es va determinar el 1923 per l'astrònom nord-americà Edwin Hubble mesurant la brillantor de les variables cefeides en aquella galàxia, una nova tècnica descoberta per Henrietta Leavitt. Això va determinar que la galàxia d'Andròmeda, i per extensió totes les galàxies, estan molt per fora de la Via Làctia.
El concepte modern de l'espai exterior es basa en la cosmologia del big-bang, proposat per primera vegada el 1931 pel físic belga Georges Lemaître. Aquesta teoria sosté que l'Univers observable es va originar a partir d'una forma molt compacta que des d'aleshores ha estat objecte de contínua expansió. La matèria que es va mantenir després de l'expansió inicial ha experimentat des de llavors un col·lapse gravitatori per crear estrelles, galàxies i altres objectes astronòmics, deixant rere seu un buit profund que es forma el que ara s'anomena l'espai exterior. Com que la llum té una velocitat finita, aquesta teoria també limita la mida de l'Univers observable directament. Això deixa oberta la qüestió de si l'Univers és finit o infinit.
El terme espai exterior va ser utilitzat el 1842 per la poetessa anglesa Lady Emmeline Stuart-Wortley al seu poema La Donzella de Moscou. L'expressió espai exterior va ser utilitzada com un terme astronòmic per Alexander von Humboldt el 1845. Més tard es va popularitzar en els escrits de H. G. Wells el 1901. El terme curt espai és en realitat més antic, i fou utilitzat per primera vegada per referir-se a la regió més enllà del cel de la Terra al poema El Paradís perdut de John Milton el 1667.
En l'actualitat, la Unió Astronòmica Internacional va ser creada el 1919 amb l'objectiu principal de promoure i salvaguardar la ciència de l'astronomia en tots els seus aspectes a través de la cooperació internacional i manté relacions d'amistat amb organitzacions que inclouen astrònoms aficionats en la seva composició."Secretaria de la UAI." International Astronomical Union. "Adreça: IAU - UAI Secretariat 98-bis Blvd Arago F–75014 PARIS FRANCE" i "La Secretaria de la UAI es troba al Institut d'Astrophysique de Paris, 2a planta, oficines núm. 270, 271 i 283."
Entorn miniatura|La imatge del Camp ultra profund del Hubble mostra una secció típica de l'espai contenint 10.000 galàxies intercalades amb buit profund. Tenint en compte que la velocitat de la llum és finita, aquest punt de vista cobreix els últims 13.000 milions d'anys de la història de l'espai exterior. L'espai exterior és l'aproximació natural més propera a un buit perfecte. Té poca fricció, permetent a les estrelles, planetes i llunes moure's lliurement al llarg de les seves òrbites ideals. No obstant això, fins i tot el buit profund de l'espai intergalàctic no està exempt de matèria, ja que conté uns pocs àtoms de proti per metre cúbic. En comparació, l'aire respirable terrestre conté al voltant de 1025 molècules per metre cúbic. La densitat de la matèria dispersa en l'espai exterior significa que la radiació electromagnètica pot viatjar grans distàncies sense ser dispersada: el recorregut lliure mig d'un fotó a l'espai intergalàctic està sobre els 1023 km, o 10.000 milions d'anys llum. Malgrat això, l'extinció, que és l'absorció i dispersió de fotons per la pols i el gas, és un factor important en l'astronomia galàctica i intergalàctica.
Estrelles, planetes i llunes conserven les seves atmosferes per l'atracció gravitacional. Les atmosferes no tenen un límit clarament delineat: la densitat del gas atmosfèric disminueix gradualment amb la distància des de l'objecte fins que es torna indistingible de la de l'ambient circumdant. La pressió atmosfèrica de la Terra descendeix a aproximadament Pa als 100 km d'altitud, comparat als 100 kPa per la definició de la IUPAC sobre la pressió estàndard. Més enllà d'aquesta altitud, la pressió del gas isotròpic es converteix ràpidament en insignificant en comparació amb la pressió de radiació del Sol i la pressió dinàmica del vent solar. La termosfera en aquest rang té grans gradients de pressió, temperatura i composició, i varia en gran manera a causa del clima espacial.