ديناميكا نيوتن المعدلة
الأدلة الرصدية لديناميكا نيوتن المعدلة

منذ أن تم وضع ديناميكا نيوتن المعدلة خصيصاً لإنتاج منحنيات الدوران المسطح، لا يوجد أي دليل على صحة النظرية، لكن كل ملاحظة مطابقة تضيف بعض الدعم للقانون التجريبي. ومع ذلك، فإن مجموعة واسعة من الظواهر الفيزيائية الفلكية يتم حسابها بدقة ضمن إطار ديناميكا نيوتن المعدلة. ظهرت العديد من هذه الظواهر بعد نشر أوراق ميلغروم الأصلية، بالإضافة لصعوبة شرحها باستخدام فرضية المادة المظلمة البديلة.
توفر المعادلة 2 علاقة ملموسة بين الكتلة الكلية للباريونيك (مجموع كتلتها في النجوم والغازات) وسرعة دورانها غير المقارية، بالإضافة إلى إظهار منحنيات الدوران المسطحة لديناميكا نيوتن المعدلة. ومن الملاحظ أن هذا يعرف باسم علاقة تاري فيشر باريونيك وتبين أنها تتوافق تماماً مع ديناميكا نيوتن المعدلة.
يحدد قانون ميلغروم بشكل كامل منحنى دوران المجرة بالنظر إلى توزيع كتلها الباريونية فقط. على وجه الخصوص، تتوقع ديناميكا نيوتن المعدلة وجود علاقة أقوى بكثير بين السمات في توزيع الكتلة الباريونية والميزات في منحني الدوران مقارنةً بفرضية المادة المظلمة (حيث أن المادة المظلمة تهيمن على كتلة المجرة ويفترض تقليدياً عدم تتبع توزيع الباريونات عن قرب). كما يزعم أن هذا الارتباط الضيق يتم ملاحظته في العديد من المجرات الحلزونية، وهي حقيقة يشار إليها باسم «قاعدة رينزو».
نظراً إلى أن ديناميكا نيوتن المعدلة تعدل ديناميكيات نيوتن بطريقة تعتمد على التسارع، فإنها تتنبأ بعلاقة محددة بين تسارع النجم في أي دائرة نصف قطرها من مركز المجرة وكمية الكتلة غير المرئية فيها (المادة المظلمة) داخل نصف القطر ذلك، والتي يمكن استنتاجها بواسطة تحليل نيوتن. يعرف هذا باسم «علاقة التناقض الشامل- التسارع»، وقد تم قياسه بالملاحظة. أحد جوانب تنبؤ ديناميكا نيوتن المعدلة هو أن كتلة المادة المظلمة المستخلصة تتناهى إلى الصفر عندما يصبح تسارع الجاذبية النجمية أكبر من a0، حيث تعود عندها ديناميكا نيوتن المعدلة إلى ميكانيكا نيوتن العادية. في نظرية المادة المظلمة، من الصعب أن نفهم لماذا يجب أن ترتبط الكتلة ارتباطاً وثيقاً بالتسارع، ولماذا يبدو أن هناك تسارعاً حرجاً لا يلزمه إلا المادة المظلمة.
تعمل كل من ديناميكا نيوتن المعدلة وهالات المادة المظلمة على تثبيت المجرات القرصية، مما يساعدهم على الاحتفاظ بهيكلهم المدعوم بالتناوب ومنع تحولهم إلى مجرات إهليلجية. في ديناميكا نيوتن المعدلة، لا يتوفر هذا الاستقرار الإضافي إلا لمناطق المجرات داخل نظام ديناميكا نيوتن المعدلة أي a<a0، مما يشير إلى أن اللوالب ذات a> a0 في مناطقها الوسطى يجب أن تكون عرضة لعدم الاستقرار وبالتالي احتمال بقائها حتى يومنا هذا أمر واردv. هذا قد يفسّر حدّ فريمان لكثافة الكتلة السطحية المركزية المرصودة في المجرات لحلزونية، والتي تقرب a0/G. [22] يجب وضع هذا المقياس يدوياً في نماذج تشكيل المجرات المظلمة القائمة على المادة.
تقع المجرات الضخمة بشكل خاص داخل نظام نيوتن a>a0 إلى نصف القطر الذي يحيط الغالبية العظمى من كتلتها الباريونية. في هذه الأقطار، تتوقع ديناميكا نيوتن المعدلة أن منحني الدوران يجب أن ينخفض بمقدار r/1، وفقاً لقوانين كبلر. في المقابل –ومن منظور المادة المظلمة-، يتوقع أن تزيد الهالة من سرعة الدوران بشكل كبير وقد تؤدي غلى تقريب القيمة الثابتة، كما في المجرات الأقل كثافةً.
في ديناميكا نيوتن المعدلة، يجب أن تظهر جميع الكائنات المرتبطة بالجاذبية مع a>a0 -بغض النظر عن أصلها- تبايناً جماعياً عند تحليلها باستعمال ميكانيكا نيوتن. تحت فرضية المادة المظلمة، من المتوقع أن تكون الأجسام المكونة من مادة بريونية يتم الحصول عليها من خلال عملية الدمج أو تفاعل المد والجزر بين مجرتين خالية من المادة المظلمة.
أظهرت الأعمال الحديثة أن العديد من المجرات القزمة حول درب التبانة وأندروميدا توجد بشكل تفضيلي.يشير هذا إلى أنها ربما تكونت أثناء مجابهة وثيقة مع مجرة أخرى، ومن ثم تكونت المجرات القزمة.
مقارنة بين منحنيات الدوران المرصودة والمتوقعة للمجرة الحلزونية النموذجية M33.