天体物理系统的广延与强度性质及精细调节

我们宇宙中的大多数天体物理系统以浅引力势为特征，其无量纲紧致度 $|\Phi| \equiv r_s / R \ll 1$，其中 $r_s$ 和 $R$ 分别为其史瓦西半径和典型尺寸。虽然此类维里化系统的存在和特征尺度依赖于引力，但我们证明 $|\Phi|$ 的值——以及因此大多数天体物理对象的非相对论性质——源于微观物理参数，即精细结构常数和电子-质子质量比，并且从根本上独立于引力常数 $G$。由此可知，大尺度天体物理速度和逃逸速度的峰值均方根值由电磁学和原子物理而非引力决定，并且紧致度 $|\Phi|$ 始终由微观物理尺度设定——即使对于最致密的天体，如中子星，其中 $|\Phi|$ 由诸如π子-质子质量比等量决定。我们的结果强调了无量纲微观物理常数在塑造宇宙宏观引力图景中的核心但未受充分重视的作用。特别地，我们阐明这种紧致度 $|\Phi|$ 对 $G$ 的独立性专门适用于整个维里化或简并压支撑的、自然形成的天体物理系统——如恒星、星系和行星——这些系统已在自引力与微观物理过程之间达到平衡。最后，我们指出，天体物理/宇宙学性质中广延与强度性质的明确区分可能为质量层级问题和宇宙学常数问题提供新的视角；两者都可能与我们宇宙的巨大复杂性有关。