¿Cómo medimos la temperatura del vacío?

La temperatura de un vacío real sería una medida de la distribución de energía del gas fotónico en ese vacío. Puede derivar la ocupación de los modos electromagnéticos en un volumen con las estadísticas de Bose-Einstein, que es esencialmente lo que hizo Planck para describir el espectro de emisión de un cuerpo negro.

Sin embargo, no es necesario que comprenda los detalles de esta derivación, porque el gas fotónico estará en equilibrio térmico con las paredes del recipiente. Por lo tanto, inserte un termómetro con una superficie de alta emisividad (p. ej., vidrio) en el recipiente de vacío y espere hasta que se haya equilibrado con las paredes mediante el intercambio de energía radiativa.

Esto funcionará incluso si las paredes están muy lejos o no están, como en el espacio exterior. El termómetro tiene temperatura.$T_t$e irradiará con un flujo$\sigma T_t^4$, dónde$\sigma$es la constante de Stefan-Boltzmann; al mismo tiempo, recibirá un flujo$\sigma T_e^4$, dónde$T_e$es la temperatura del gas fotónico en el vacío. La temperatura del termómetro se acercará gradualmente a la temperatura del gas fotónico.