暗物质的提出是为了解释星系动力学，而对牛顿引力理论的修正或许能提供更好地解释——
宇宙似乎是由不可见的成分所主导，天文学家将此称之为暗物质和暗能量。存在暗物质的天文学证据已经很明显:在河外星系中，天体的旋转速度超过了用可见恒星和气体所能解释的速度。由此可以推得:有更多的看不见的物质存在。然而，这一推论要求在局部建立起来的牛顿引力理论中可以很好地外推。同时，对于暗物质的探测时至今日仍毫无结果。证据的困乏、不断增加的复杂性与曾经简单而优美的宇宙学格格不入，使人们开始对引力理论产生了怀疑。
牛顿动力学
单单在更大的尺度下修改引力定律并不能解决这一问题;而1983年由米尔格龙(Milgrom)提出的经修改的牛顿动力学(MOND)似乎存有一线希望。MOND并没有在更大的尺度下改变引力定律，而是在微小的加速度尺度———大约为10-10m/s2———上巧妙地修改了牛顿定律。在引力加速度大于这个范围的系统中(如地球、太阳系)，任何天体都遵循着牛顿引力定律。仅仅当系统的加速度变得很小时———如在星系边缘，MOND的修正才起作用。
MOND已经成功地描述了旋涡星系的旋转曲线。更为重要地是，MOND可以在可观测的质量和可观测的动力学之间建立直接的联系。如果暗物质真的占据了主导，那么为什么在可见天体和整个星系之间存在如此直接的关系呢?而且，MOND对于低表面亮度星系的清晰预言也已得到证实。相反，对于旋转曲线，暗物质所做出的精确预言却少有能和数据长期一致的。
问题是，科学家发现很难建立起一个MOND理论并使之满足基于实验的爱因斯坦广义相对论。现在这一问题已经被贝肯斯坦(Bekenstein)攻克了。虽然对贝肯斯坦方法的检验还正处于萌芽阶段，但是最初的结果看起来充满了希望。
尽管MOND在观测和理论上初步得到了验证，但它的道路并不总是充满鲜花和掌声的。虽然证据并不像希望的那样具有说服力，有许多观测仍声称可以证明MOND是错的，或许最具权威的挑战来自对富星系团的观测———这些系统呈现了清晰的质量差异，然而MOND却没有完全地给出相关的解释。即使在采用了MOND之后，仍然可以推断出在这些富星系团中还存在着大量的不可见物质。其结果是，MOND似乎也需要暗物质———对于MOND而言，这是一个相当大的困窘，因为MOND正是为了取代暗物质才应运而生的。
重子丢失?
诱人的结论存在于实实在在的暗物质中，而且是一些新的粒子(不能由成功的粒子物理标准模型来描述)。然而，这可能恰恰是河外天文学中的又一质量丢失问题———重子丢失。普通物质(重子)———是我们用肉眼直接能看到的发光天体———要比我们从大爆炸核合成理论所估计的要少很多。
根据MOND，或许在星团中所需的不可见物质仅仅是这些丢失的暗重子。确实，在以前也出现过相同的情况。长期以来，天文学家们认为在星团中绝大部分的普通物质是可见的。直到最近我们才逐渐意识到，在星系团之间充满了炙热、弥散且质量超过星系团中恒星质量总和的气体。也许仍然还有更多的重子物质有待发现。
对碰撞中的“子弹”星系团的观测戏剧性地表明，即使有了MOND，星系团仍然需要暗物质。正如引力透镜观测所显现的那样，这些物质遵循地是星系的物质结构而不是气体。这意味着不可见物质如同褐矮星一样的高密度天体，而不是弥散的气体。尽管这些证据提供了不可见物质不是弥散气体的线索，但它仍然不能使我们鉴别暗物质是非重子的还是仅仅由重子构成的。此外，尽管MOND受到了一定程度的质疑，然而对于标准宇宙模型而言也有着同样的问题。
非重子暗物质
一个与MOND符合得更好的例子来自最近观测到的潮汐碎片矮星系的质量矛盾。这些矮星系形成于大质量星系相撞所造成的源于星系盘的气体潮汐尾。由于星系盘中暗物质和气体的轨道不同，因此这些矮星系是不含有暗物质的。与这一预期相反的是，这些矮星系却显现出了我们熟知的平坦的旋转曲线。
这正好是被MOND精确预言的结果。然而，在暗物质模型下，除了在星系晕中要存在非重子的暗物质之外，我们还不得不在星系盘中加入暗重子。很明显这并不起作用，因此布尔诺德(Bournaud)等人的观测或许成为了非重子暗物质是否存在的重要证据。
尽管存在暗物质和暗能量的疑问，但现代宇宙学已经取得了相当程度地成功。如果真的是由暗物质造成的话，那为什么MOND可以如此之好地解释星系的旋转曲线?我们必须了解这一现象，如果它不是来自于修改引力的结果，那么或许暗示了一些暗物质的性质。
如果暗物质的确以我们猜想的形式存在，那么不久我们应当在实验室中探测到它。像大型强子对撞机和其他一些重要实验，在不远的未来都有很好的机会来探测暗物质粒子。此外，质量超过几十电子伏的中微子应当与标准宇宙模型的结构形成不符，然而在MOND的框架下它或许可以为星系团中丢失的质量提供线索。不论这些实验到底怎样进行，毋庸置疑地是，还有大量的基础物理学有待我们去探究。宇宙或许并不像我们想象地那样冷暗。