一种旨在取代暗物质的理论可能对第九行星不利，第九行星是外太阳系中一个假设的尚未被发现的世界。一些研究人员表示，最初被认为是这个假想行星引力影响的铁证的该区域冰冷天体奇特的轨道排列，可能实际上是由引力本身违反预期地运动所引起的。
2016年，天文学家提出了第九行星的存在，以此来解释在柯伊伯带（太阳系中包含冥王星和许多其他天体的遥远区域）内外发现的几个小天体中观察到的一种奇怪的聚集现象。但是，迄今为止，对该行星的热烈搜寻都一无所获，导致一些科学家开始怀疑第九行星的存在。
那么，还有什么可以解释这种奇怪的轨道模式呢？一个建议是修正牛顿动力学，或MOND。最初是为了解释星系的惊人快速旋转而开发的，而无需借助暗物质，如今，MOND是一个统称，用于指代那些假设引力并不总是（正如艾萨克·牛顿和阿尔伯特·爱因斯坦所坚持的那样）遵循平方反比定律的理论。该定律的变体在物理学中随处可见；对于引力，它将规定两个物体之间的引力与它们之间距离的平方成反比。然而，MOND作为暗物质替代品的成功是有限的，因为大多数天体物理学家仍然相信，我们周围所见的宇宙可以通过包含神秘的隐形物质的理论得到更好的解释。
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MOND通常用于解释大范围的星系现象。但是，当汉密尔顿学院的理论物理学家凯瑟琳·布朗和凯斯西储大学的哈什·马图尔意识到其效应应该可以在太阳系外围测量到时，他们决定看看它如何影响拟议的第九行星。他们的新研究于9月22日发表在《天文学杂志》上。
马图尔说：“我们认为我们可能会通过MOND稍微扰乱第九行星的预测。” “当我们发现，实际上，我们可以用MOND解释所看到的整个排列时，我们完全感到惊讶，因此它成为了第九行星的替代方案。”
暗物质的替代方案
经典物理学承认牛顿在1687年提出的万有引力定律。该定律在我们的日常经验中熟悉的层面上起作用，并且可以由小学生测量——想想从树上掉下来的苹果，滚下斜坡的球等等。当爱因斯坦在1915年提出他的广义相对论时，除其他调整外，它还修改了牛顿对极端加速度情况下的引力的理解——想想加速接近光速的星际飞船或坠入黑洞的物体。
MOND的支持者认为，类似的情况正在发生——科学家只了解某些特定条件下的宇宙数学。控制MOND的方程最适用于质量高度分散且引力较低的情况——例如当恒星散布在星系边缘时。
同样在凯斯西储大学的MOND研究员斯泰西·麦高说：“似乎非常合理的一个基本假设是我们知道引力的样子。” “MOND说的是‘哎呀，也许我们不知道。’”
但是，对MOND的批评者很多，他们坚持认为，在解释许多众所周知的宇宙现象方面，MOND不如基于暗物质的标准方法。“它不能解释所有数据，”加州理工学院的宇宙学家凯瑟琳·祖雷克说。“所有这些宇宙学数据集结合在一起，为我们提供了一个一致的图景，[这个图景]只有在暗物质存在的情况下才有效。”
太阳系中的MOND
虽然MOND能够描述星系的宇宙运动，但它在较小、更近的关注点上却步履蹒跚，例如我们太阳系中的天体。该理论是为了在弱引力状态下工作而开发的，但太阳的质量就像我们天平上的拇指。它对彗星、小行星和其他小天体运动的引力影响压倒了MOND可能产生的更微妙的影响。因此，该理论最大的“局部”希望可能在于太阳系遥远的区域，例如奥尔特云，这是一个巨大的长周期彗星集合，从太阳延伸出可能一光年，在那里，我们恒星的引力控制最为薄弱。
在进行先前的一项MOND研究时，布朗和马图尔意识到，MOND的效应可能在那些轨道比奥尔特云近得多，但仍然环绕到远离太阳的极端距离的天体的轨道中看到。正如加州理工学院的天文学家迈克·布朗（与凯瑟琳·布朗无关）和康斯坦丁·巴蒂金在2016年提出的那样，六个这样的天体，被称为极端海王星外天体（eTNOs），是第九行星假说的最初基础。这两位研究人员展示了这些eTNO是如何被一个隐藏的世界（他们称之为第九行星）推入其轨道的。随后的搜索发现了其他支持他们理论的天体。
根据MOND，太阳系外围的引力推力和拉力应该会导致一个引力阱，这是一个天体会自然聚集的区域，类似于雨滴顺坡而下形成水坑。这些冰块和岩石的MOND塑造的轨道应该与银河系的中心对齐，因为星系的引力场——再次，根据MOND的推测——将它们拖入对齐状态。而这正是这项新研究声称看到的。
巴蒂金对最近的结果很感兴趣，但他并不完全相信这种对齐。“你可以合理地论证这种对齐是暗示性的，”他说。“这可能是一个巧合。”
西南研究所的外太阳系建模师戴维·内斯沃尼说，“没有非常有说服力的证据表明存在强烈的对齐，”尽管他并没有完全否定它。
巴黎天文台研究和测试引力理论的物理学家奥雷利安·希斯说：“这是一个有趣的想法。” 2014年，希斯利用美国宇航局卡西尼号探测器的测量结果来推测MOND是否对土星产生了任何可察觉的影响。在卡西尼号的任务期间，它的遥测非常精确，研究人员可以自信地将土星的位置计算到不到一米。尽管进行了这些精密的测量，但希斯没有看到MOND对这颗环状行星产生任何影响。
希斯说：“没有证据表明与广义相对论存在偏差。” “这并不意味着卡西尼号排除了MOND。这只是意味着，如果它存在，它也必须非常小，至少在土星的轨道上是这样。”
内斯沃尼说，如果这项新研究能够进行所有相关已知eTNOs的轨道运动的大规模建模，那将更具说服力，凯瑟琳·布朗和马图尔说他们正在努力进行这项工作。他们希望在维拉·C·鲁宾天文台即将进行的观测运行（将于本十年晚些时候开始）设定的最后期限之前完成这项后续工作。
鲁宾天文台位于智利北部，将对天空进行大规模调查，这将揭示任何其他轨道受MOND或第九行星影响的eTNOs。它还将解决关于为第九行星和MOND引用的所谓异常轨道排列是否实际上仅仅是观测偏差和小数字统计的产物的担忧。这种关键的不确定性——对未发现的世界或怪异的基本力的预测仅依赖于少数几个数据点——仍然是许多关注这场辩论的科学家的担忧。
巴蒂金说：“轨道是否聚集的问题将会得到解答。” “即使维拉·鲁宾天文台没有发现其他天体，这个问题实际上也会得到解答。” 迈克·布朗说，幸运的话，鲁宾天文台甚至可能发现第九行星本身，尽管他承认这个难以捉摸的世界可能对于新望远镜来说太暗了。
根据马图尔和凯瑟琳·布朗的说法，应该有更多的天体被引力吸引进来，因此他们也希望鲁宾天文台能够识别出更多处于极端轨道上的eTNOs。
马图尔说：“我们真正想要的是拥有100个与这六个天体类似的高质量天体。” “然后我们可以肯定地说出到底发生了什么。”