مع أن الشمس تبعد 93 مليون ميل عن الارض، فإن بالإمكان قياس الحرارة على سطحها من خلال تحديد تواتر موجات الضوء التي ترسلها إلينا. فعندما تكون حرارة الأشياء مرتفعة يكون باستطاعتها توليد كميات كبيرة من الضوء على تواتر عال جدا ( أو طول موجات قصيرة). ويدل تواتر الموجات التي ترسلها الشمس على أن حرارتها تصل إلى حدود 11 ألف درجة فهرنهايت.
ويتألف الضوء من الحركة العادية للحقول المغناطيسية التي تولدها ذبذبات الالكترونية السالبة في أي جسم، مثل الشمس، أو لمبة الغاز أو كرسي. ويعود سبب ذبذبة هذه الجزيئات إلى الإثارة الناتجة بفعل الحرارة وعندما نقول أن جسما ما ساخن فذلك يعني أن جزيئاته تتصادم ببعضا البعض بشكل مستمر. وكلما إزدادت حرارة ذلك الجسم كلما أجبرت الكتروناته على الذبذبة من خلال عمليات تصادم الجزيئات التي هم جزء منها.وعلى هذا الأساس تتحرك حقول المغناطيس مدا وجزرا بتواتر سريع جدا، مما ينتج عددا كبيرا من التموجات خلال الثانية الواحدة ( أو الدورات بالثانية ). وكلما إزدادت سخونة الجسم كلما ارتفعت قمة تواتر الطاقة التي ينتجها. وطالما أن الضوء يسافر دائما بالسرعة نفسها، والتي تساوي 186 ألف ميل بالثانية، فإن ارتفاع التواتر يؤدي إلى قصر الموجة.
وبإمكان الإنسان أن يدرك العلاقة الرابطة بين الحرارة وتواتر الضوء في الحياة اليومية. وعلى سبيل المثال، يمكن مراقبة قضيب معدني موضوع على النار كيف يتحول من اللون الأسود إلى الأحمر الداكن ومن ثم إلى البرتقالي اللامع كلما إزدادت حرارته. ويمكن كذلك مراقبة لون النار الأصفر الذي يدل على حرارتها الأقوى وعلى درجة تواترها الأعلى. وتظل حرارة النار المشتعلة داخل فرن الغاز هي الأعلى، بدليل لون شعلتها الأزرق الخفيف الصادر عن التواتر العالي في ناية الطيف المرئي.
ويمكن تقدير حرارة الشمس من خلال إجراء المقارنة بين الضوء الصادر عن شعلة نار هنا على الأرض مع الضوء الصادر عن الشمس. وتؤدي عملية إرسال الضوء من خلال موشور زجاجي إلى افتعال موجة طويلة أو طيف ضوئي مختلف ظاهريا، وذلك بحسب العناصر التي يتكون منها الضوء المدروس وحرارته. والملاحظ هنا أنه إذا ثت تسخين الهيدروجين والهيليوم بالاضافة إلى عناصر أخرى، إلى درجة حرارة مفتعلة تصل إلى 11 ألف درجة فهرنهايت، فإن ذلك يؤدي إلى نمط طيف ضوئي مماثل لضوء الشمس. وهذا ما يدفع إلى الاستنتاج بأن تلك هي العناصر التي تتألف منها الشمس، وتلك هي حرارتها.
ومؤخرا صدرت أفضل التقديرات لحرارة سطح الشمس، عبر القراءات الطيفية التي توفرها الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية، والتي بإمكانها قياس حرارة الشمس من خارج الجو الأرضي، مما يقلل من احتمالات الخطأ التي يسببها فعل الترشيح ( الفلترة) في جو الأرض. وهذا يعود لأن الغاز الموجود في طبقات الجو يمتص الكثير من التواترات العالية والمنخفضة قبل وصولها إلى الأرض. وهذا من حسن حظنا، إذ لما كان ممكنا للحياة أن تستمر أذ كانت معرضة دائما لإشعاعات X وغاما الكونيتين.
وليس من باب المصادفة أن يكون تواتر الشمس الأعلى _وهو التواتر الذي يمكن الشيء من بعث أكبر قدر من الحرارة_ يوازي تواتر طول الموجة التي نسميها بالضوء المرئي. ولا ننسى هنا أن عين الإنسان نمت وتطورت تحت ضوء الشمس، وبالتالي فإن الطريقة المثلى لجمع أكبر قدر من المعلومات عن هذا العالم هي ب رؤية أكبر قدر ممكن من الإشعاعات الحرارية. والطريقة الأكثر مباشرة لذلك بالنسبة لجهاز عضوي نام هي بتطوير حساسية أكبر لأكثر التواترات وفرة.
