Boa tarde, professor. Faz sentido medir a temperatura do vácuo? Afinal, não é uma medida estatística dos momentos das partículas? Sei que o vácuo perfeito não existe, mas se eu jogasse um copo de café quente no ISM, ele esfriaria? Obrigada!

Boa noite,
obrigado pela pergunta que toca num campo bastante bizarro da física, a teoria quântica de campos, que infelizmente não é meu forte.
Vou supor para esta resposta que o vácuo perfeito exista. Aliás, existem regiões no espaço que se aproximam melhor ao vácuo do que o ISM, i.e. as regiões entre as galáxias e os (super)aglomerados de galáxias, chamadas "voids" (vazios).
Na visão moderna, o vácuo não é simplesmente o "nada", mas o estado fundamental do espaço, isto é, o estado de mais baixa energia deste. Neste sentido, a sua temperatura deve ser zero Kelvin por definição. Senão, não seria o estado fundamental.
Numa visão popular, no vácuo se formam e aniquilam constantemente pares de partículas e suas anti-partículas, chamados partículas virtuais, fenômeno às vezes chamado "flutuação do vácuo". Faz sentido querer medir a temperatura destas partículas virtuais? Para isto teríamos que "medir" a energia cinética destas partículas. Afinal, a temperatura de um meio é uma medida para a energia cinética média das partículas. Infelizmente, isto é impossível, já que a incerteza intrínseca nesta energia é pelo menos tão grande quanto o seu próprio valor (sim, partículas virtuais podem ter energias negativas!). Se desse para determinar as suas energias, elas não seriam virtuais. A existência de partículas reais seria mais energética, e não se teria num vácuo. Um tratamento formal (que eu não entendo) faz recair na afirmação anterior: A temperatura do vácuo é nula (0 K) por definição. Senão, não seria o vácuo.
A pergunta sobre o copo de café quente já é mais fácil de responder. O copo esfriaria, sim. Não por condução térmica (esta realmente seria nula por falta de partículas com aquelas desse para trocar energia térmica), mas por emitir uma radiação eletromagnética chamada radiação de corpo negro.
Espero ter conseguido responder a pergunta apesar das minhas lacunas na teoria quântica de campos.
Abraço