Emissione di corpo nero e applicazioni astrofisiche

A cavallo tra la fine dell’800 e l’inizio del ‘900, alcuni scienziati si accingevano a risolvere un problema che avrebbe rivoluzionato la fisica del secolo a venire. Definendo il corpo nero come un oggetto ideale in grado di assorbire tutta la radiazione incidente su di esso, lo scienziato Gustav Robert Kirchhoff ipotizzò un teorema che permise, alla fine dell’800, a Whilelm Wien di definire un’importante legge empirica che mette in relazione la temperatura di un corpo e la lunghezza d’onda di picco emessa dal corpo; in quegli stessi anni, gli scienziati Ludwig Boltzmann e Josef Stefan definirono un’ulteriore legge empirica che collega la temperatura assoluta di un corpo nero alla sua emittanza. Sono questi i punti di partenza per la teoria sviluppata da Planck nei primi anni del ‘900, la quale gli valse il premio Nobel nel 1918, per l’introduzione del concetto di “quanti”; questo gli permise di risolvere la cosiddetta “catastrofe ultravioletta”, problema presente nei lavori di Lord Rayleigh e Sir James Jeans, che a loro volta tentarono di dare una giustificazione teorica alle leggi di Stefan-Boltzmann e di Wien. Nel corso del ‘900, questa teoria trova varie applicazioni nell’ambito astrofisico; viene rivista la catalogazione delle stelle dalla scienziata Annie Jump Cannon, sulla base della classificazione fatta precedentemente da Henry Draper, semplificandola. Questa classificazione evolve fino ad arrivare ai giorni nostri, nota come classificazione spettrale di Harvard. Inoltre, nella seconda metà del ‘900, la teoria del corpo nero permette di descrivere e comprendere la Radiazione Cosmica di Fondo (CMB), scoperta epocale di Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson, la quale oltre ad assicurare il premio Nobel ai due scienziati nel 1978, consolida definitivamente il modello del Big Bang della nascita dell’universo.