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理論家和觀測天文學家正在緊追暗物質的蹤跡，這種看不見的物質被認為可以解釋大規模天文結構中令人費解的質量差異。例如，星系和星系團的行為就好像它們比僅由原子和分子組成的質量要大得多，它們的旋轉速度比它們可觀測到的質量所能解釋的要快。更重要的是，像我們銀河系這樣的組合體的存在本身就說明了比我們所能看到的更多的質量的影響。如果宇宙的質量僅限於原子，那麼允許星系形成的物質團塊就永遠不會發生。
暗物質被理論化地提出是為了解釋缺失的質量。主流觀點認為，暗物質對宇宙質量的貢獻是普通物質的五倍。
但是一些研究人員已經開始從另一個方向來解決這個問題：如果這種差異源於我們引力理論中的缺陷，而不是來自我們看不到的某種質量提供者呢？在20世紀80年代，以色列雷霍沃魏茨曼科學研究所的物理學家莫德海·米爾格羅姆提出了對牛頓動力學的修正，這可以在不需要將大量質量隱藏在暗物質中的情況下解釋許多觀測差異。但是它未能描述所有的天體，並且為了涵蓋全部的引力相互作用，需要對阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論進行修改。
11月6日《科學》雜誌上的一篇評論文章回顧了這些修改後的引力理論的現狀，包括耶路撒冷希伯來大學物理學家雅各布·貝肯斯坦在2004年提出的方案。牛津大學宇宙學家佩德羅·費雷拉是這篇評論論文的合著者之一，他說對於此類模型的支持者來說，有好的訊息和壞的訊息。
壞訊息是，為了使廣義相對論的修改版本起作用，必須存在某種看不見的或“黑暗”的存在，在某些情況下，這種存在看起來很像暗物質。費雷拉說：“如果你試圖建立一個一致的、相對論的理論，來給你修改過的牛頓動力學，你就不得不引入額外的物質。”“我不認為它會被粒子描述，就像暗物質被描述的那樣——它可能會以更像波的形式或更像場的形式被描述。”
換句話說，引力理論可以去除暗物質，但不能簡單地將宇宙描述為調整後的愛因斯坦引力作用於我們所能看到的質量的產物。費雷拉說：“你所做的只是修改引力的舊正規化根本站不住腳。” “你修改了引力，但通過後門你引入了額外的場，這意味著暗物質和修改後的引力之間的區別不像人們之前認為的那麼清楚。”
好訊息？費雷拉說，“一切都沒有失去。”目前正在進行的工作，例如美國宇航局和美國能源部計劃的聯合暗能量任務以及被稱為平方公里陣列的國際射電望遠鏡專案，應該可以讓天文學家和宇宙學家在未來十年左右測試相互競爭的世界觀。
費雷拉說，透過交叉關聯星系的大規模調查以及觀測星系如何在一種被稱為弱引力透鏡的相對論過程中扭曲背景光，可以測試質量的真實性質和作用於它的力。“引力是否被修改將極大地影響結果，”他預測道。
儘管費雷拉致力於研究修改後的引力理論，但他謹慎地指出，這篇新論文並沒有主張這些理論的正確性超過主流模型。費雷拉說，以他個人的觀點來看，“到目前為止，最簡單的提議是正常的引力加上暗物質。”
