Une explication alternative à cette divergence est la possibilité que la dynamique devienne non newtonienne dans la limite des faibles accélérations. La proposition la plus réussie est la dynamique newtonienne modifiée ou MOND (Milgrom, 1983). Ici, l’idée est qu’au-dessous d’un certain seuil d’accélération (ao), l’accélération gravitationnelle effective approche SQU(ao.gn) où gn est l’accélération newtonienne habituelle. Cette modification donne des courbes de rotation plates asymptotiques des galaxies spirales et une relation luminosité-vitesse de rotation de la forme observée (la relation de Tully-Fisher, qui est plus ancienne, datant de 1977, mais validée par ce modèle).

MOND repose donc sur une modification de la seconde loi de Newton aux accélérations très faibles, la clef de voûte de cette théorie étant que la deuxième loi de Newton sur la force de gravitation n'a été vérifiée qu'à des accélérations élevées. Mais si elle constitue une alternative au concept de matière noire, l’une et l’autre présentent toutefois des données observationnelles qui abondent dans leur sens respectif. Ainsi, on peut « observer » la matière noire par l'effet de lentille gravitationnelle, non expliqué par la théorie MOND.

MOND semblait avantageusement modifiée par MOND/TeVeS, développée par Bekenstein en 2004, par une généralisation relativiste de MOND à travers la gravité tenseur – vecteur – scalaire (TeVeS). (Ses principales caractéristiques peuvent être résumées comme suit, Comme elle découle du principe d'action, TeVeS respecte les lois sur la conservation. Dans l'approximation en champ faible de la solution statique à symétrie sphérique, TeVeS reproduit la formule d'accélération MOND. TeVeS évite les problèmes liés aux tentatives précédentes de généraliser MOND, telles que la propagation supraluminale. Comme il s’agit d’une théorie relativiste, elle peut prendre en compte les lentilles gravitationnelles).

Sauf que des données récentes (et notamment l’observation des premières ondes gravitationnelles par LIGO) supposent de découvrir un neutrino « lourd » pour valider MOND/TeVeS … mais c’est une autre histoire.