科学探索|物理学家赞成一种新的引力理论认为暗物质可能不存在物理学家赞成一种新的引力理

使用牛顿的物理定律，科学家们们可以相当准确地模拟太阳系中行星的运动。然而，在20世纪70年代初，科学家们发现这对圆盘星系不起作用--处于其外部边缘的恒星，远离其中心所有物质的引力--其运动速度比牛顿理论所预测的快得多。

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因此，物理学家们提出，一种被称为 “暗物质 ”的无形物质提供了额外的引力，导致恒星加速--这一理论已被广泛接受。然而，在最近的一篇评论中，圣安德鲁斯大学天体物理学博士后研究员 Indranil Banik及其同事们提出，在广泛的尺度上的观察结果在另一种引力理论中得到了更好的解释，这种理论称为Milgromian dynamics或Mond--不需要看不见的物质。它是由以色列物理学家Mordehai Milgrom在1982年首次提出的。
【科学探索|物理学家赞成一种新的引力理论认为暗物质可能不存在】Mond的主要假设是，当引力变得非常弱时，就像在星系的边缘那样，它开始表现得与牛顿物理学不同。这样一来，就有可能解释为什么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其可见质量的预期快。然而，Mond不仅仅解释了这种旋转曲线，在许多情况下，它还预测了它们。
科学哲学家们认为，这种预测能力使Mond优于标准宇宙学模型，后者提出宇宙中的暗物质多于可见物质。这是因为，根据这个模型，星系有一个高度不确定的暗物质数量，这取决于星系如何形成的细节--物理学家们并不总是知道这些。这使得科学家们可能预测星系应该旋转多快。但是这样的预测通常是用Mond来做的，而且到目前为止，这些预测已经得到了证实。
想象一下，物理学家们知道一个星系中可见质量的分布，但还不知道其旋转速度。在标准的宇宙学模型中，物理学家们只能有把握地说，旋转速度将在外围的100km/s 和300km/s 之间出来。Mond做出了一个更明确的预测，即旋转速度必须在180-190km/s之间。
如果后来的观测发现旋转速度为188km/s，那么这与两种理论都是一致的--但显然，Mond更受欢迎。这是“奥卡姆剃刀定律”（Occam's Razor）的一个现代版本--最简单的解决方案比更复杂的解决方案更可取，在这种情况下，物理学家们应该用尽可能少的“自由参数”来解释观测。自由参数是常数--物理学家们必须将某些数字插入方程以使其发挥作用。但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--所以物理学家们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，或者标准宇宙学模型中星系中的暗物质数量。
在Banik及其同事引入了一个被称为“理论灵活性 ”的概念，以捕捉“奥卡姆剃刀定律”的基本思想，即一个具有更多自由参数的理论与更广泛的数据一致--使其更加复杂。在Banik及其同事的评论中，他们在测试标准宇宙学模型和Mond与各种天文观测数据（如星系的旋转和星系团内的运动）时使用了这个概念。
每一次，他们都给“理论灵活性 ”打分，分值在-2和+2之间。-2分表示一个模型在不偷看数据的情况下做出了明确、精确的预测。相反，+2意味着“什么都可以”--理论家们将能够适应几乎任何合理的观测结果（因为有这么多自由参数）。他们还对每个模型与观测结果的吻合程度进行了评分，+2表示非常吻合，-2则保留给那些明显表明理论是错误的观测结果。然后他们从与观测结果的吻合度中减去理论灵活性的分数，因为与数据的吻合度很好--但能够适应任何东西就不好了。