Niewystarczająca "suma" sił grawitacyjnych w galaktykach to od dawna ogromny problem w astrofizyce. Obserwacje pokazują, że galaktyki obracają się znacznie szybciej, niż wynikałoby to z prawa grawitacji Newtona, gdy uwzględnia się jedynie widoczną materię. W Układzie Słonecznym prawa te sprawdzają się bez zarzutu, jednak w skali galaktyk "potrzebna jest" w podwalinach teoretycznych dodatkowa grawitacja (wynikająca z ciemnej materii), aby zapobiec ich rozpadowi. I tak dochodzimy do koncepcji ciemnej materii.
Ciemna materia — choć nigdy bezpośrednio nie została zaobserwowana (i o to w niej właśnie chodzi) — stała się kluczowym elementem w wyjaśnianiu dynamiki galaktyk. W Modelu Standardowym nie ma cząstki, która mogłaby "pełnić rolę" ciemnej materii — naukowcy uważają więc, że nie udało się jeszcze tego uzyskać, zbadać i zweryfikować.
Alternatywnym podejściem do problemu niewystarczającej grawitacji w galaktykach jest teoria Mordehaia Milgroma, znana jako MOND. Milgrom zaproponował w 1982 roku, że przy bardzo niskich przyspieszeniach, takich jak na krawędziach galaktyk, grawitacja zaczyna zachowywać się inaczej, niż przewidywał Newton. MOND wprowadza do rotacji galaktyk nieco ładu i ma też na koncie kilka innych sukcesów, ale wszystko to można wyjaśnić także za pomocą ciemnej materii — i w teorii Newtona też się wszystko zgadza. Są tacy, co uważają, że zgodnie z Brzytwą Ockhama, trzeba przeć w kierunku najproszych rozwiązań. Tylko... które jest prostsze? Jedni uważają, że MOND, a inni — że ciemna materia.
Aby przetestować teorię MOND, naukowcy skupili się na misji Cassini, która krążyła wokół Saturna w latach 2004-2017. Saturn, znajdujący się w odległości 10 jednostek astronomicznych od Słońca, powinien zgodnie z MOND wykazywać subtelne odchylenia od przewidywań Newtona ze względu na grawitacyjne oddziaływanie reszty galaktyki. Pomiar impulsów radiowych między Ziemią a Cassini pozwolił na precyzyjne śledzenie orbity Saturna i... nie wykazano żadnych anomalii, co sugeruje, że grawitacja Newtona działa dobrze nawet w większej skali, co nieco psuje szyki teorii MOND.
Inne badania również podważyły skuteczność teorii MOND. Obserwacje gwiazd w układach podwójnych, które krążą wokół siebie w odległościach kilku tysięcy jednostek astronomicznych, wykazały, że ich prędkości są zgodne z przewidywaniami Newtona, a nie MOND. Dodatkowo, badania małych obiektów na "rubieżach" Układu Słonecznego (np. komet) wykazały, że rozkład ich energii i nachylenie orbit nie pasują do przewidywań MOND.
Newtonowskie rozważania wydają się działać dobrze zarówno na małych, jak i dużych skalach, podczas gdy MOND zawodzi w przypadku gromad. MOND nie może "zapewnić" wystarczającej grawitacji w ich centrach, a w ich obrzeżach dostarcza jej zbyt dużo. Natomiast model kosmologiczny oparty na ciemnej materii — mimo tego, że doskonały nie jest — lepiej pasuje do dostępnych danych.
Pomimo wielu wysiłków, MOND w swojej obecnej formie rzadko już jest uważana za realną alternatywę dla koncepcji ciemnej materii. "Ciemna materia" nie jest doskonała w swoich podstawach, jednak pozostaje najlepszym dostępnym wyjaśnieniem dla obserwowanych zjawisk. Tajemnica ciemnej materii wciąż czeka na rozwiązanie, jednak obecne dane zdecydowanie przemawiają na jej korzyść. Chyba że istnieje opcja numer... trzy? Tylko jaka?
