普朗克曲線

如果你精確測量一個溫熱物體在每個波長上發出多少光，並把它畫在圖上，你會得到一個平滑而不對稱的隆起：從長波長一側緩緩升起，爬到峰頂，再向短波長一側陡然跌落。那個有特徵的隆起就是普朗克曲線，以物理學家馬克斯·普朗克命名，它正是任何黑體輝光的精確形狀。

關鍵之處在於：整條曲線由一個數完全確定，即物體的溫度。改變溫度，整條曲線就以完全可預測的方式平移和縮放：越熱，峰值就移向越短（越藍）的波長，而且整條曲線都抬高，所以越熱的物體在每個波長上都更亮，不只是峰值附近。曲線在長波長一側永遠不會真正歸零，這正是為什麼即便一個低溫物體也仍然發出一些無線電波和紅外光。普朗克在1900年通過一個激進的假設——光能量以分立的小包出現——推出了這一形狀，由此開啟了量子物理。

對天文學家來說，普朗克曲線是一個擬合模板。取一顆恆星在若干波長上測得的亮度，找出哪條普朗克曲線與之匹配，你就直接讀出溫度。比較曲線的高度還能告訴你涉及多少總功率。宇宙微波背景與一條普朗克曲線吻合得如此完美，以致它是任何地方測過的最精確的黑體——這驚人地證實了早期宇宙曾處於熱平衡。