Абсолютно черното тяло е психически физически идеализиран обект. Интересното е, че изобщо не е задължително да е черно. Тук е различно.
Албедо
Всички помним (или поне трябваше да помним) от училищния курс по физика, че понятието "албедо" предполага способността на повърхността на тялото да отразява светлината. Така например снежните покривки на ледените шапки на нашата планета са в състояние да отразяват до 90% от слънчевата светлина, падаща върху тях. Това означава, че те се характеризират с високо албедо. Не е изненадващо, че служителите на полярните станции често са принудени да работят със слънчеви очила. В крайна сметка да гледаш чист сняг е почти същото като да гледаш Слънцето с просто око. В тази връзка спътникът на Сатурн Енцелад, който е почти изцяло съставен от воден лед, има рекордна отразяваща способност в цялата Слънчева система, има бял цвят и отразява почти цялата радиация, падаща върху повърхността му. От друга страна, вещество като сажди има албедо по-малко от 1%. Тоест, той абсорбира около 99% от електромагнитното излъчване.
Описание на чисто черно тяло
Стигнахме до най-важното. Със сигурност читателят се е досетил, че абсолютно черно тяло е обект, чиято повърхност е в състояние да абсорбира абсолютно цялата радиация, падаща върху него. В същото време това изобщо не означава, че такъв обект ще бъде невидим и по принцип не може да излъчва светлина. Не, не го бъркайте с черна дупка. То може да има цвят и дори да е много видимо, но излъчването на черно тяло винаги ще се определя от собствената му температура, а не от отразената светлина. Между другото, това отчита не само видимия за човешкото око спектър, но и ултравиолетово, инфрачервено лъчение, радиовълни, рентгенови лъчи, гама лъчение и т.н. Както вече споменахме, напълно черно тяло не съществува в природата. Въпреки това, неговите характеристики в нашата звездна система са най-добре съвпадащи със Слънцето, което излъчва, но почти не отразява светлина (идва от други звезди).
Лабораторна идеализация
Опити да се изведат предмети, които изобщо не отразяват светлина, са правени от края на 19 век. Всъщност този проблем се превърна в една от предпоставките за появата на квантовата механика. На първо място, важно е да се отбележи, че всеки фотон (или всяка друга частица от електромагнитно излъчване), погълнат от атом, незабавно се излъчва и поглъща от съседен атом и се излъчва отново. Този процес ще продължи, докато се достигне състоянието на равновесно насищане в тялото. Въпреки това, когато черно тяло се нагрее до такова състояние на равновесие, интензитетът на излъчваната от него светлина става равен на интензитета на абсорбираната светлина.
В научната общност на физиците проблемът възниква, когато се опитват да изчислят каква трябва да бъде тази радиационна енергия, която се съхранява в равновесие в черно тяло. И тук идва невероятният момент. Разпределението на енергията в спектъра на напълно черно тяло в състояние на равновесие означава буквално безкрайността на енергията на излъчване вътре в него. Този проблем е наречен ултравиолетова катастрофа.
Решение на Планк
Първият, който намери приемливо решение на този проблем, беше немският физик Макс Планк. Той предположи, че всяка радиация се абсорбира от атомите не непрекъснато, а дискретно. Тоест на порции. По-късно такива части бяха наречени фотони. Освен това радиомагнитните вълни могат да се абсорбират от атомите само при определени честоти. Неподходящите честоти просто преминават, което решава въпроса за безкрайната енергия на необходимото уравнение.