Isaac Newtons Bewegungsgesetz zufolge errechnet sich eine Kraft F auf eine konstante Masse m, die die Beschleunigung a erfährt, durch F = ma. Ist F die Schwerkraft und G die Gravitationskonstante, dann beschreibt Newtons Gravitationsgesetz die Schwerewirkung auf einen Stern mit der Masse m und dem Abstand r vom Schwerpunkt der Galaxie, die die Masse M hat, folgendermaßen: F = GMm/r2. Das entspricht einer Beschleunigung des Sterns mit der Geschwindigkeit v auf einer idealisierten Kreisbahn gemäß a = v2/r.
Der Astrophysiker Mordehai Milgrom postulierte eine neue Naturkonstante a0 in der Größenordnung von 10-10 Meter pro Sekunde im Quadrat für sehr kleine Beschleunigungen (bei größeren gilt Newtons Gesetz). Daraus ergibt sich ein modifiziertes Bewegungsgesetz: GM/r2 = a2/a0. Damit wird die Rotationsgeschwindigkeit der Sterne weit entfernt vom Galaxienzentrum konstant – v = (GMa0)1/4 – hängt also nicht mehr von r ab. Folglich ist die Rotationskurve für die Außenbezirke der Galaxien flach – im Einklang mit vielen astronomischen Messungen. Eigenartigerweise hat a0 auch einen Bezug zur Kosmologie. Es gibt nämlich einen einfachen Zusammenhang mit der Lichtgeschwindigkeit c, der Kosmologischen Konstante L und der Hubble-Konstanten H0 (der gegenwärtigen Ausdehnungsrate des Weltalls): 2pa0 = cH0 = c2(L/3)1/2. Außerdem liegt die MOND-Länge lM = c2/a0 bei knapp 1029 Zentimetern, also in der Größenordnung des Durchmessers des beobachtbaren Universums, und die MOND-Masse MM P 2pc3/GH0 P 2pc2/G(L/3)1/2 P 1057 Gramm in der Größenordnung der kritischen Masse, also an der Grenze zwischen ewiger Expansion und Kollaps des Weltraums. Die Bedeutung dieser Koinzidenzen ist rätselhaft. Immerhin folgt daraus, dass es keine Überschneidung zwischen MOND-Systemen und lokalen relativistischen Systemen gibt, etwa Schwarzen Löchern im MOND- Regime. Daher lassen sich MOND-Effekte wohl nur in Galaxien beobachten. Ob sich a0 im langsam verändert, ist ebenfalls unklar.
