导语
中微子探测器 Super-Kamiokande 的构建者、东京大学物理学教授长冈正美在 2021 年月的【身体】杂志上撰文，其中提到:「中子星内部的物质其实可能是巨大的原子核。」
这一看似轰轰烈的爆炸信息，其实是根据贝叶斯统计的结果得出了一个较高概率的结论。
贝叶斯推断（Bayesian inference）是一种以条件概率为基础进行推断和决策的数学工具，它在普通人的日常生活中经常被用于根据先验的个人经验和知识对一些参数或事件概率的后验概率进行推断。
在科学研究中，贝叶斯推断同样是一种常见且非常有用的统计工具，它能够帮助科学家们根据现有的实验数据和模型来对一些复杂的系统进行推断，揭示它们背后的物理规律。
然而，在这一发现中，关于中子星内部像原子核一样的物质到底是怎么一回事?
这又是如何得出来的呢?
似乎中子星内部是由核子组成的核物质是天然的一个结论，那它又是如何转变成核子外一颗一颗自由飞舞的夸克，形成一个个巨大的原子核的呢?
中子星内部物质分布。
中子星是一种比较小的天体，估计总数和我们天空中的一颗颗恒星数量差不多，是由一颗质量比我们的太阳小很多的恒星耗尽了燃料，内部核心的核反应消耗不起，于是垮塌成中子星的物质。
中子星上的一点点地方只不过大概是一百万吨重，和北京大小差不多;一块方糖大小的中子星物质块则能重达十亿吨，中国全国的人都在上面跳舞也不够重。
所以，中子星内部的物质非常非常的密，也非常非常的压。
我们日常的物质由原子和原子团组成，这些原子和原子团之间有一定的空隙，里面的电子和原子核之间的相对位置不是死的，是波动的，这样就有了分子之间碰撞的可能。
原子核里，核子和核子之间也是有空隙的，并且这个空隙比较大，只有核子半径那么大。
核子的实际体积更小，是几十万个原子的直径组成的，所以核子之间的碰撞可以说是几乎不可能的。
而且，原子核和电子之间的距离比较小，原子核之间的静电排斥力会被原子核内部的强力作用力所抵消，电子和核子之间的吸引力大于排斥力，因此原子结构是稳定的。
但是，中子星内部的物质却只是由核子组成的，而且不是稳定的原子结构，因为中子星内部的物质非常的密，核子的空间和核子之间的空间几乎没有了，核子和核子之间的距离比我们的原子核的半径还小。
这样，电子和原子核之间的原子结构就不稳定了，这时原子核就会吃掉自己的电子，变成中子、中微子、光子和光波来维持能量的稳定，这样就变成了核物质。
如果我们把中子星内部的物质都聚成一个核，核的直径也会比原子核的直径大上几个数量级。
这时，里面的核子之间的距离大大增加，外层的核子和核子之间的电磁排斥力只能被冷冷地对上一声，核子就会飞向外面，甚至背叛两上床，形成质子和中子，从前一个原子核变成了两个原子核。
所以长冈正美教授说中子星内部可能有一个大原子核，这一结论就是通过贝叶斯统计计算出来的。
长冈正美教授认为，中子星的内部有80%到90%的机会是一个由充满自由夸克的大核。
夸克是构成核子的最小粒子，有上千个，我们粗糙的将它们归纳到6个组中:夸克组（分别是由两颗夸克组成的中子和质子）、夸克反夸克组（两颗反夸克组成的反中子和反质子）、夸克夸克组（两颗夸克组成的Σ粒子和Σ^+粒子）、夸克夸夸克组（三颗夸克组成的Ω粒子和Ω^-），还有双想象组和三想象组。
最简单的中子和质子是由一颗夸克组和两颗夸克组成的，中子和质子的质量比电子的质量大4000倍，所以它们才是构成原子的最主要的物质。
其它的夸克组以及夸克夸克组之类的粒子，是在条件很苛刻的环境下才能够产生的。
中子星都有可能有冷夸克物质的核。
上文我们知道，中子星内部的核物质是电子和质子，这是通过各种实验验证过的事实。
而夸克物质是至今没有在实验中被探测到的，但这并不代表夸克物质并不存在。
科学家们已经找到了可以产生夸克物质的条件，并进行了对应于地球上的实验，但效果甚微。
这说明，产生夸克物质的条件非常苛刻，而中子星内部就有这样的条件。
同样，中子星从恒星坍缩到中子星的过程中，能产生的能量也足以产生夸克物质。
中子星内部的温度都是在60亿度左右，这时两个夸克组之间的强子作用力会有所削弱，同时，中子星产生的中子、质子和电子之间的反应还在继续，这时，夸克组之间的相互作用还会产生一定程度的强子力，这样的强子力似乎就能让夸克物质和核物质之间的相互作用力平衡了起来，这样中子星内部的物质似乎就能像我们日常的物质那样，不会再变成其它的状态了。
但这似乎又是错误的，一般的物质在 thermal radiation 的作用下，原子子之间能量的分布会逐渐均匀起来，然而中子星内部的物质似乎会产生一定的热力学结构，呈现多相相互作用的情况。
其实，这并不奇怪，每一颗行星、恒星都会有一定的重力，而中子星的重力是我们地球的几个数量级。
超级计算机模拟中子星内部的物质分布，发现中子星内部的物质分布和地球内部的地壳是非常相似的，同时还发现，中子星内部的物质似乎会呈现液体、固态和气态相互交织的状态。
这个发现说明，中微子直接和中子星的物质反应不同于原子物质之间的反应
中微子直接和核物质之间的相互作用其实并不是从中微子直接和质子、中子反应开始的，大多数中微子是从中子星核发出的，而中子星核的温度和密度都是极端的，因此中子星核的中子化温度也很高，高到大多数中微子几乎都能够衝破这个温度自由飞翔。
因此，产生夸克物质只是一种有可能，但是剩下的事还要我们的技术去进一步探究。
对于中子星的物质，我们最终可以得出的结果可能是冷夸克物质，也可能是核物质，甚至还可能有其他的可能，这就是贝叶斯统计的一个优点，贝叶斯推断提供的是以当前科学研究的结果倾向性。
中子星内部的可能的物质转化。
那么，中子星内核物质和夸克物质之间相互转化的过程都经历了什么呢?
中子星内部的物质处在很严格的平衡状态，这种平衡是由一种叫光子的粒子组成的热能量，光子是只要有温度的物质就会有的粒子。
光子之间存在一种叫相互作用力的力，这种力决定了光子之间能量的传递方向和量。
当光子的能量分布不均的时候，光子之间就会产生相互作用，能量就会传递，这样，光子的能量分布就会逐渐均匀起来，最终达到一个平衡状态。
这种光子和物质之间的相互作用过程叫 thermal radiation，是一种基本的热力学过程，我们的宇宙中的所有物质都处在 thermal radiation 的作用下。
在中子星内部，光子之间的能量传递决定了中子和质子之间也会产生相互作用，光子被原子核吸收和反射会影响原子核之间的相互作用，光子的能量也可以被原子核吸收和转换为其他的能量。
核子和核子之间的相互作用力会受到光子热能量的影响，这种影响也会改变中子星的结构，最终产生夸克物质和核物质之间相互转化的结构。
中子星内部会像地球衍生出大气圈一样，也会衍生出夸克圈，中子星内部的夸克圈距离主要有两种:一种是来自中子星内部的物质，一种是来自中子星力场的物质，这两种物质会互相传递。
当夸克物质的量超过中子星内部的能量平衡时，这个夸克圈就会产生一个夸克爆炸，这个爆炸会增强中子星内部的能量平衡，逐渐产生气态的夸克物质，最终让原有的核物质全部转化为夸克物质，中子星变成纯夸克星，甚至会变成黑洞。
但是中子星内部的物质也有可能出现互相排斥的情况，这种相互排斥主要是由于中子星内部力场导致的，力场之间的相互作用使得夸克物质和普通物质之间相互排斥。
这种排斥会产生一种压缩气体，这个压缩气体会细微地影响力场和光子和物质之间的相互作用，最终改变夸克物质和核物质的相互作用，最终产生夸克核和普通核的结构。
这种夸克核和普通核之间的相互作用主要是通过光子向外传递的，光子向外传递的越多，夸克核和普通核之间的相互作用就越大，夸克核和普通核之间的能量交换就越频繁，最终夸克核和普通核之间的相互作用会趋于平衡，就会产生夸克和核子之间的相互作用，最终产生夸克核和核子之间的相互作用。
中子星内部的夸克物质和核物质之间的相互作用不仅是一个自动不断进化的稳定系统，更重要的是它是我们研究宇宙物质起源和演化的最好的系统之一。
随着研究的加深，我们的知识会不断更新，我们的认识也会不断更新，所以我们的未来不仅是一个拥有无限可能的未来，也是一个不断丰富的知识的未来。
