有科学家建议，采用新的引力理论研究暗物质——米尔格罗姆动力学

　　利用牛顿物理定律，科学家可以相当精确地模拟太阳系中行星的运动。但在20世纪70年代初，科学家们注意到这对盘状星系不起作用——恒星在其外边缘，远离其中心所有物质的引力——移动速度比牛顿理论预测的快得多。

　　这使得物理学家提出一种叫做“暗物质”的不可见物质正在提供额外的引力，导致恒星加速——这一理论变得非常受欢迎。

　　然而，在最近有科学家建议，以色列物理学家莫迪海·米尔格罗姆在1982年提出的另一种引力理论可以更好地解释大范围尺度上的观测结果，这种理论称为米尔格罗姆动力学或Mond，不需要任何无形物质。

　　蒙德的主要假设是，当引力变得非常弱时，就像在星系边缘发生的那样，它的行为开始与牛顿物理学不同。这样，就有可能解释(在新标签中打开)为什么150多个星系外围的恒星、行星和气体的旋转速度比仅仅基于它们可见质量的预期要快。但是Mond不仅仅解释了这样的旋转曲线，在很多情况下，它还预测了它们。

　　科学哲学家认为，这种预测能力使Mond优于标准宇宙学模型，标准宇宙学模型提出宇宙中暗物质比可见物质更多。这是因为，根据这个模型，星系中暗物质的数量高度不确定，这取决于星系形成的细节——科学家并不总是知道。这使得预测星系旋转的速度变得不可能。但是这种预测通常是用Mond做出的，而且到目前为止这些预测都被证实了。

　　想象一下，科学家知道星系中可见质量的分布，但还不知道它的旋转速度。在标准的宇宙学模型中，只能有把握地说，外围的旋转速度会在100公里/秒到300公里/秒之间。蒙德做出了更明确的预测，转速一定在180-190公里/秒的范围内。

　　如果后来的观测显示自转速度为188千米/秒，那么这与两种理论都是一致的——但是很明显，Mond更受青睐。这是奥卡姆剃刀的现代版本，即最简单的解决方案优于更复杂的解决方案，在这种情况下，科学家应该用尽可能少的“自由参数”来解释观察结果。自由参数是常数——科学家必须将某些数字代入方程才能使它们起作用。但是它们不是由理论本身给出的——没有理由它们应该有任何特定的值——所以科学家必须通过观察来测量它们。一个例子是牛顿引力理论中的引力常数G或标准宇宙学模型中星系中暗物质的数量。

　　科学家引入了一个被称为“理论灵活性”的概念，以捕捉奥卡姆剃刀的基本思想，即具有更多自由参数的理论与更大范围的数据一致，从而使其更加复杂。在科学家的综述中，科学家用这个概念来测试标准宇宙模型和Mond与各种天文观测的对比，如星系的旋转和星系团内的运动。

　　每一次，科学家都给出一个介于–2和+2之间的理论灵活性分数。得分为–2表示模型在不查看数据的情况下做出了清晰、精确的预测。相反，+2意味着“一切皆有可能”——理论学家将能够拟合几乎任何看似合理的观察结果(因为有如此多的自由参数)。科学家还对每个模型与观察值的匹配程度进行了评级，其中+2表示非常一致，而–2表示明显表明理论错误的观察值。然后，科学家从与观测值一致的得分中减去理论灵活性得分，因为很好地匹配数据是好的——但能够适应任何情况则是坏的。

　　一个好的理论会做出清晰的预测，这些预测后来会被证实，理想的情况是在许多不同的测试中得到+4的综合分数(+2 -(-2) = +4)。一个糟糕的理论会得到0到-4之间的分数(-2 -(+2)= -4)。在这种情况下，精确的预测将会失败——这些不太可能在错误的物理条件下起作用。

　　科学家发现标准宇宙学模型在32次测试中的平均得分为-0.25，而Mond在29次测试中的平均得分为+1.69。下面的图1和图2分别显示了标准宇宙学模型和Mond在许多不同测试中每个理论的得分。

　　显而易见，Mond没有发现重大问题，至少似乎与所有数据一致(注意，图2中表示证伪的底部两行是空白的)。

　　标准宇宙学模型最显著的失败之一与“星系棒”有关——由恒星组成的棒状明亮区域——螺旋星系通常位于其中心区域(见上图)。条形会随着时间旋转。如果星系被嵌入巨大的暗物质晕中，它们的棒会变慢。然而，大多数，如果不是全部，观测到的星系棒是快速的。这以非常高的可信度伪造了标准宇宙模型。

　　另一个问题是，认为星系有暗物质晕的原始模型犯了一个大错误——他们假设暗物质粒子为其周围的物质提供引力，但不受正常物质的引力影响。这简化了计算，但并不反映现实。当在随后的模拟中考虑到这一点时，很明显星系周围的暗物质晕不能可靠地解释它们的属性。

　　在科学家的评论中，科学家研究了标准宇宙学模型的许多其他故障，Mond通常能够自然地解释这些观察结果。标准宇宙模型如此受欢迎的原因可能是计算错误或对其失败的了解有限，其中一些是最近才发现的。这也可能是因为人们不愿意改变一个在物理学的其他领域如此成功的引力理论。

　　在科学家的研究中，Mond远远领先于标准宇宙学模型，这让科学家得出结论，Mond受到现有观测的强烈支持。虽然科学家不认为Mond是完美的，但科学家仍然认为它得到了正确的大图像——星系确实缺乏暗物质。