Черное тело

Не всякое нагретое тело излучает спектр, описываемый формулой Планка. Спектры могут быть разные. Иногда они состоят из отдельных линий, иногда из полос. Чтобы спектр тела был планковским, надо, чтобы излучение было в тепловом равновесии с излучающим телом, чтобы оно "позабыло" все о процессе своего возникновения.

В прошлом веке придумывали разные модели для такого процесса. Одна из них, самая популярная, представлялась в виде закрытого сосуда, полости с маленьким отверстием. Такую полость называли "черным телом". Излучение, много раз отражаясь от стенок, подобно газу, постепенно приходит в тепловое равновесие.

В действительности очень трудно сформулировать условия, которым должно удовлетворять черное тело. Чтобы узнать, является ли излучение равновесным, тепловым, надо измерить его спектр: если он окажется планковским, то все условия выполнены.

Можно поэтому представить себе изумление физиков, когда оказалось, что вся Вселенная заполнена фотонным газом с планковским спектром. Фотоны несли с собой информацию об очень давней истории Вселенной и дали наиболее яркое доказательство ее расширения. Это выглядело чудом, и это чудо надо было расшифровать.