Хотя темная материя является центральной частью стандартной космологической модели, вокруг неё по-прежнему остается множество загадок. Например, ученые до сих пор не нашли прямых доказательств её существования в виде частиц.
Поэтому некоторые астрономы предпочитают альтернативные модели, такие как модифицированная ньютоновская динамика (MoND) или модифицированная гравитационная модель.
Большая часть видимой материи в галактике сосредоточена в середине, поэтому можно было бы ожидать, что звезды ближе к центру будут иметь более высокие орбитальные скорости. Однако мы наблюдаем, что все звезды в галактике вращаются примерно с одинаковой скоростью. Кривая вращения по существу плоская. Решение темной материи заключается в том, что галактики окружены ореолом невидимой материи, но в 1983 году Мордехай Милгром заявил, что наша гравитационная модель неверна. На межзвездных расстояниях гравитационное притяжение между звездами по существу ньютоновское. Поэтому вместо того, чтобы модифицировать общую теорию относительности, Милгром предложил изменить универсальный закон всемирного тяготения Ньютона. Он утверждал, что гравитация обладает небольшим остаточным притяжением независимо от расстояния. Этот остаток составляет всего около 10 триллионных долей G, но этого достаточно, чтобы объяснить кривые вращения галактики.
Конечно, это привело к необходимости модифицировать уравнения Эйнштейна. Таким образом, MoND был обобщен различными способами, такими как AQUAL, что означает «квадратичный лагранжиан». Как AQUAL, так и стандартная модель LCDM могут объяснить наблюдаемые кривые вращения галактики, но есть некоторые различия.
Именно здесь на помощь приходит недавнее исследование. Одно из различий между AQUAL и LCDM заключается в скоростях вращения звезд на внутренней орбите и на внешней орбите. Для LCDM и то, и другое должно определяться распределением вещества, поэтому кривая должна быть плавной. AQUAL предсказывает крошечный излом кривой. Автор статьи рассмотрел кривые скоростей 152 галактик с высоким разрешением, наблюдаемые в базе данных Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC) и нашел сдвиг, который согласуется с AQUAL. Полученные данные, по-видимому, подтверждают MoND, а не стандартную космологическую теорию.
