星系尺度下 MOND 理论中暗物质的必要性

为了在星系尺度上进一步检验修正牛顿动力学（MOND）——该理论最初旨在无需暗物质即可解释盘星系的旋转曲线——我们研究了来自 CASTLES 数据库的六个强引力透镜早型星系样本。为了确定这些星系中是否存在暗物质，我们将总质量（来自引力透镜）与恒星质量含量（来自测光与恒星种群合成的比较）进行了对比。我们发现，即使在 MOND 框架下，星系尺度的强引力透镜也需要大量的暗物质。在此尺度上，2 eV 的中微子无法解释这种过量物质——这与近期声称能解释子弹头星系团透镜数据的观点相反。在加速度高于特征 MOND 尺度$\sim 10^{-10}$m/s$^2$的区域检测到了暗物质的存在。除非对透镜效应的正确处理在定性上有所不同（可能在如 TeVeS 等自洽理论中发展），否则这对 MOND 构成了严峻挑战。