Температура кажется чем-то застывшим: вот у вещества есть температура, и всё. Но если присмотреться, тепловое равновесие похоже на водопад, который выглядит неподвижным со стороны, хотя состоит из непрерывного потока воды. Так и любое тело при конечной энергии постоянно обменивается фотонами с окружением. Фотон — это квант электромагнитного излучения, а спонтанное излучение — самопроизвольное испускание фотона возбуждённой системой. Без компенсирующего притока энергии тело остывает, и равновесие рушится.
Раньше температуру описывали как статическую характеристику равновесной системы, не задаваясь вопросом, что физически поддерживает это равновесие. Теперь ясно: тепловое равновесие — это динамически поддерживаемое состояние, где постоянная температура обеспечивается непрерывным обменом фотонами с окружением. Автор собрал известные факты (спонтанное излучение, закон Стефана-Больцмана, H-теорему) и показал, что вместе они дают единый механизм поддержания температуры. Распределение Максвелла (распределение скоростей молекул в газе) формируется механическими столкновениями, но энергетический масштаб задаётся именно граничным обменом.
Понимание динамической природы температуры важно при проектировании криостатов, анализе теплового баланса планет и звёзд, а также для корректной интерпретации экспериментов с малыми системами. Водопад, который мы видим как неподвижную стену воды, на самом деле состоит из мириад капель, непрерывно падающих вниз. Так и температура — это не свойство покоя, а непрерывный поток энергии, который нужно поддерживать.
Средняя энергия фотона в тепловом излучении при комнатной температуре (около 300 K) составляет примерно 0,07 эВ, что соответствует инфракрасному диапазону. Именно поэтому тепловизоры видят в ИК-спектре.