La materia oscura es un tipo de materia que no ha sido observada por ningún telescopio, pero cuya existencia se deduce de los efectos gravitatorios que causa en la materia visible. En 1974, la astrónoma Vera Rubin midió las curvas de rotación de las estrellas en las galaxias espirales y advirtió que, a partir de una cierta distancia del núcleo, todas se mueven casi a la misma velocidad, independientemente de la distancia a la que se encuentren del centro galáctico. Sin embargo, con las estimaciones de masa de la materia visible en las estrellas y el gas de la galaxia, la teoría predecía lo contrario a juzgar por lo que sucede en nuestro sistema solar: la velocidad de los planetas atrapados por la gravedad de la órbita solar se ralentiza a medida que se alejan de nuestra estrella. La explicación fue que en las ‘afueras’ de las galaxias debería haber algo más -materia oscura- que aportara gravedad al sistema. Hay sin embargo otra explicación posible que no necesita la materia oscura: la modificación de las leyes de la gravedad, como la propone la hipótesis MOND (Modified Newtonian Dynamics).
Los modelos de materia oscura planteados entonces y hoy vigentes predicen que las galaxias satélite de una galaxia anfitriona se distribuyen esféricamente alrededor de la misma en número proporcional a su masa total. En cambio, los MOND predicen que las de galaxias espirales se encuentran distribuidas en discos planos y el número de ellos es proporcional al tamaño del bulbo en el centro de la galaxia, dado que bulbo y galaxias satélites obedecen al mismo proceso de formación. En los últimos años se ha observado con sorpresa la distribución de galaxias satélite en discos planos en vez de en esferas, lo cual ha sido observado por Kroupa en estudios anteriores. Ahora, López Corredoira y Kroupa han encontrado una correlación estadística entre el tamaño del bulbo y el número de galaxias satélite de corrientes de marea (restos de la interacción entre galaxias anfitrionas), como predicen los modelos sin materia oscura. La probabilidad de que esta correlación ocurra por casualidad es de hasta uno entre un millón (5-sigma). Estos resultados no encuentran una explicación a priori dentro de la hipótesis estándar con materia oscura ya que, según ella, las galaxias que tienen una relación de masas bulbo/disco mayor no tienen por qué tener una mayor proporción entre materia oscura y materia luminosa. Esta sería una predicción del modelo MOND que tiene una comprobación experimental, si bien el de la materia oscura también ha hecho predicciones que se han comprobado posteriormente. Queda por ver si este desafío puede ser contestado por los partidarios del modelo estándar. En cualquier caso, el problema de la materia oscura encierra en realidad muchos problemas diferentes dentro de la astrofísica galáctica y la cosmología, ante los cuales una hipotética teoría de la gravedad modificada tiene muchos fenómenos que explicar todavía antes de poder excluir la posibilidad de la existencia de materia oscura no-bariónica.
