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理论家和观测天文学家正在紧追暗物质的踪迹，这种看不见的物质被认为可以解释大规模天文结构中令人费解的质量差异。例如，星系和星系团的行为就好像它们比仅由原子和分子组成的质量要大得多，它们的旋转速度比它们可观测到的质量所能解释的要快。更重要的是，像我们银河系这样的组合体的存在本身就说明了比我们所能看到的更多的质量的影响。如果宇宙的质量仅限于原子，那么允许星系形成的物质团块就永远不会发生。
暗物质被理论化地提出是为了解释缺失的质量。主流观点认为，暗物质对宇宙质量的贡献是普通物质的五倍。
但是一些研究人员已经开始从另一个方向来解决这个问题：如果这种差异源于我们引力理论中的缺陷，而不是来自我们看不到的某种质量提供者呢？在20世纪80年代，以色列雷霍沃魏茨曼科学研究所的物理学家莫德海·米尔格罗姆提出了对牛顿动力学的修正，这可以在不需要将大量质量隐藏在暗物质中的情况下解释许多观测差异。但是它未能描述所有的天体，并且为了涵盖全部的引力相互作用，需要对阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论进行修改。
11月6日《科学》杂志上的一篇评论文章回顾了这些修改后的引力理论的现状，包括耶路撒冷希伯来大学物理学家雅各布·贝肯斯坦在2004年提出的方案。牛津大学宇宙学家佩德罗·费雷拉是这篇评论论文的合著者之一，他说对于此类模型的支持者来说，有好的消息和坏的消息。
坏消息是，为了使广义相对论的修改版本起作用，必须存在某种看不见的或“黑暗”的存在，在某些情况下，这种存在看起来很像暗物质。费雷拉说：“如果你试图建立一个一致的、相对论的理论，来给你修改过的牛顿动力学，你就不得不引入额外的物质。”“我不认为它会被粒子描述，就像暗物质被描述的那样——它可能会以更像波的形式或更像场的形式被描述。”
换句话说，引力理论可以去除暗物质，但不能简单地将宇宙描述为调整后的爱因斯坦引力作用于我们所能看到的质量的产物。费雷拉说：“你所做的只是修改引力的旧范式根本站不住脚。” “你修改了引力，但通过后门你引入了额外的场，这意味着暗物质和修改后的引力之间的区别不像人们之前认为的那么清楚。”
好消息？费雷拉说，“一切都没有失去。”目前正在进行的工作，例如美国宇航局和美国能源部计划的联合暗能量任务以及被称为平方公里阵列的国际射电望远镜项目，应该可以让天文学家和宇宙学家在未来十年左右测试相互竞争的世界观。
费雷拉说，通过交叉关联星系的大规模调查以及观测星系如何在一种被称为弱引力透镜的相对论过程中扭曲背景光，可以测试质量的真实性质和作用于它的力。“引力是否被修改将极大地影响结果，”他预测道。
尽管费雷拉致力于研究修改后的引力理论，但他谨慎地指出，这篇新论文并没有主张这些理论的正确性超过主流模型。费雷拉说，以他个人的观点来看，“到目前为止，最简单的提议是正常的引力加上暗物质。”
