我们的宇宙可存在第五维度，而它将颠覆我们对物理学的一切了解

1905 年，阿尔伯特·爱因斯坦在他的狭义相对论中表明，空间通过光的宇宙速度极限与时间密切相关，因此，严格来说，我们生活在一个具有四个时空维度的宇宙中。包括我们在空间的三个维度（南北、东西、上下）和时间的一个维度（过去-未来）。因此，在这种情况下，第五维度将是空间的额外维度。

这样的维度是物理学家奥斯卡·克莱因和西奥多·卡鲁扎在 20 年代独立提出的。他们受到爱因斯坦引力理论的启发，该理论表明质量扭曲了四维时空。

由于我们无法感知这四个维度，因此我们将存在大质量物体（例如行星）的运动归因于这种曲率，而不是归因于重力“力”。当时已知的另一种力（电磁力）能否用额外维度空间的曲率来解释？

卡鲁扎和克莱因发现它可以。但由于电磁力是引力的 1040 倍，额外维度的曲率必须足够大，以至于它被卷起来比原子小得多，并且不可能被注意到。当像电子这样的粒子在我们看不见的空间中穿行时，它会绕着第五维度转一圈又一圈，就像轮子里的仓鼠。

Kaluza 和 Klein 的五维理论因发现在原子核领域运行的两种更基本的力而受到严重打击：强核力和弱核力。

但额外维度解释力的想法在半个世纪后被“弦理论”的支持者复活，弦理论认为宇宙的基本组成部分不是粒子，而是质能的微小“弦”。为了模拟所有四种力，弦在 10 维时空中振动，六个空间维度卷起来远小于原子。

弦理论提出了这样的想法，即我们的宇宙可能是一个漂浮在 10 维时空中的三维岛屿或“膜”。这提出了一种有趣的可能性，可以解释为什么引力与其他三种基本力相比如此微弱。当力被固定在膜上时，引力会泄漏到六个额外的空间维度，极大地稀释它在膜上的强度。

有一种方法可以拥有更大的第五维，它以我们看不到的方式弯曲，这是物理学家 Lisa Randall 和 Raman Sundrum 在 1999 年提出的。一个额外的空间维度甚至可以解释其中一个伟大的宇宙之谜：“暗物质”之谜。

2021 年，德国美因茨约翰内斯古腾堡大学的一组物理学家提出，迄今为止在隐藏的第五维度中传播的未知粒子的引力可以在我们的四维宇宙中表现为我们目前归因于暗物质的额外引力。

虽然这是一个令人兴奋的可能性，但需要说明的是，暗物质的候选者并不缺乏，包括被称为轴子的亚原子粒子、黑洞和来自未来的逆时物质！