为什么粒子振动/加热时会发出热辐射？

秘密在于，当带电粒子进行加速运动时，它会发射电磁波。普通物质是由原子构成的。原子又包含带正电的原子核和带负电的电子。尽管原子整体上是中性的，但这些带电的部分仍然会与电磁场相互作用。当原子振动时，这意味着它们的原子核和电子振动，也就是说，来回移动，这意味着加速度。这意味着它们会在电磁场中产生传播波，也就是辐射。

现在真正有趣的问题是，为什么是电磁辐射？

答案是，不只是这个。一个振动的原子也有质量，而一个加速的质量会产生引力辐射。但互动的强度很重要。一个振动的原子产生的引力辐射量是无法测量的，比电磁辐射量小18个数量级以上。

但据我们所知，它还在那里。例如，著名物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）曾经计算过，太阳以电磁辐射的形式发出近4万亿兆瓦的热量，同时也发出约79兆瓦的热引力辐射。电磁辐射（主要以可见光的形式）之所以存在，是因为太阳也是由原子（主要是氢原子）构成的，也就是带电粒子。引力辐射的存在是因为这些振动的原子有质量。我认为，太阳发出的电磁辐射量是引力辐射量的近500万亿亿倍这一事实本身就说明了问题。

最后，你可能还想知道，为什么原子不发射与这两种基本核力有关的其他形式的辐射。原因是这两种核力量的射程都很近。要发射与弱力相关的辐射，物体必须足够热，才能产生那些质量非常大的中介粒子（W或Z玻色子），甚至太阳内部都不够热。对于强作用力，夸克-胶子等离子体的形成需要充分的条件再说一次，这些条件并不接近，甚至在太阳内部深处也不接近。类似的考虑可以解释为什么受热的物体不发射，例如，中微子对或更重的粒子;同样，在任何合理的效率水平上，它们必须更热才能发生这种情况。所以电磁辐射是热辐射的主要形式。