天體物理學家力求找到簡潔的語言，用以描述中子星的特性。中子星是極為復雜的宇宙天體，在“中子星物理學”的研究中，物理學家似乎只能使用繁復而多樣的物理語言。意大利SISSA科研機構的天體物理學家最近在《物理評論通訊》雜志發(fā)表了有關“中子星語言學“的研究成果，他們用十分簡潔的語言描述了中子星的特性，這些物理語言與科學家想象的情形剛好相反，顯示了很好的簡潔性和有效性，在描述中子星時所使用的語言與物理學家在描述黑洞時所使用的語言十分相似。物理學家試圖以多樣性的語言方式描寫某個物體的性質，比如：通過對一個物體運動狀態(tài)特征的觀察，物理學家很容易估算該物體的重量、形狀和外表的顏色，但這屬于外在的描述方式，物理學家還不能通過其它層面來描述該物體的性質，諸如物體的化學成分。

在天體物理學的描述中，物理學家遇到了一項挑戰(zhàn)，怎樣從原子物理學的層面揭示中子星的特性，事實上，中子星的物質成分極為復雜，僅通過觀察的方式難以發(fā)現(xiàn)其它的物質成分，物理學家在目前的中子星研究中寫下了幾種復雜的狀態(tài)方程式。然而，至今還沒有一個揭示中子星狀態(tài)的方程式得到了科學人士的一致認可，目前難以確定哪一個方程式最為適合和正確。最近，意大利里亞斯特高等研究機構的國際學術部（SISSA）和雅典大學共同開展了一項合作研究項目，他們在中子星的理論研究中使用了相對簡明的物理術語，主要通過對中子星周圍時空結構的描述來展示中子星的物理特性。

SISSA的研究員喬治斯·帕帕斯解釋說，從中子星的物質構成特性進行考察，中子星無疑是非常復雜的天體，可以將中子星設想為一顆體積巨大的原子核，其半徑達到了大約10公里。實際上，當一顆巨大質量的老年恒星發(fā)生崩塌時，從大爆發(fā)遺留的物體組成了中子星。顧名思義，中子星的物質成分主要由中子構成，中子星的物質密度極高。物理學家嘗試從核物理學的角度解釋中子星的物質構成特性，總體上看來，在描述中子星的特性時使用了十分困難而復雜的物理語言，物理學家使用了少量而簡潔的數(shù)學語言，通過參數(shù)描述了中子星和周圍時空的特性，對中子星簡潔的語言刻畫和對黑洞的簡化語言刻畫十分相似。

黑洞是宇宙中最為獨特的天體，所有附近的物質在黑洞形成的過程中似乎消失得無影無蹤，物理概念的黑洞僅由點狀的空間和時間構成，中子星的形成過程有相似之處。當一顆大質量的老年恒星發(fā)生崩塌時，經(jīng)過自身引力的連續(xù)收縮作用形成了黑洞，比較一下形成中子星和形成黑洞的兩類恒星，形成黑洞的恒星要比形成中子星的恒星在質量上大了很多。當超大質量的恒星發(fā)生了向內收縮的爆發(fā)時，所有的恒星物質似乎被一掃而空或變成了黑洞物質，它們似乎被凝聚在一個非常態(tài)物理概念的虛無時空中。

黑洞被天文學家看成是宇宙中最完美的天體，物理學家約翰·阿奇博爾德·恵勒曾將黑洞描繪為宇宙的“無毛天體”，恵勒使用的物理語言形象而簡明，黑洞的“無毛性”已是物理學的經(jīng)典性語句。帕帕斯科學小組經(jīng)過仔細計算后發(fā)現(xiàn)，描寫中子星和描寫黑洞的物理語言十分相似，他們在描述天體時通常使用“多極矩”的物理參數(shù)，涉及黑洞的多極矩參數(shù)主要有兩個，它們分別是質量和角動量，而涉及中子星的多極矩參數(shù)主要有三個，它們分別是質量、角動量和四極距，在描述旋轉物體產生的變形時使用了四極距的參數(shù)。

科學小組在計算的基礎上獲得了兩個未曾預期的發(fā)現(xiàn)，第一個發(fā)現(xiàn)是對中子星的描述，三個參數(shù)就滿足了基本性和充分性的要求，高水平的極矩參數(shù)不需要單獨存在，可以從三個基本參數(shù)中推導出極矩參數(shù)。第二個發(fā)現(xiàn)令人吃驚，中子星的物理參數(shù)獨立于中子星的狀態(tài)方程式。不需要判斷哪一個中子星的狀態(tài)方程式更為準確或更適合，物理學家就可以確定多極矩參數(shù)，實際上在描述中子星的特性時，物理學家不需要考慮中子星的物質構成，通過使用天文觀測的數(shù)據(jù)，比如：中子星的輻射強度、天體繞中子星旋轉時的引力強度等，在這些信息的幫助下，物理學家重新確立了中子星特性的參數(shù)體系。

（編譯：2021-4-2）