宇宙的两个伟大奥秘可能有其自己的维度

根据宇宙学的标准模型，无论你如何测量，膨胀率都应该是相同的。但近年来，科学家发现早期宇宙和近代宇宙的膨胀率相差约9%。特谢拉和她的合著者写道，这种差异或紧张“在宇宙学界引发了激烈的争论，争论这种差异是否是由于系统错误造成的，或者是否是新物理学的信号。”他们的模型假设，在暗能量和暗物质相互作用的世界中，由不同的膨胀率引起的看似危机反而变成了可以预料的事情。库里说，如果暗能量和暗物质确实相互作用，这可能意味着它们有一个共同的起源。弦理论中正在进行的工作——我们的宇宙在最小、最基本的层面上是由振动的弦组成的——提出了这些概念可能联系起来的一种方式。 2019 年，基于弦理论中暗能量自然变化的观点，Vafa 和两位合作者得出结论，暗物质粒子的质量也可能随时间而变化。这导致他们在 2022 年提出暗物质和暗能量可以与所谓的暗维度共享联系。弦理论假设除了我们熟悉的空间的三个维度和时间的一个维度之外，还存在六到七个额外的维度。所有这些维度都被认为是物理上尽可能小的——接近普朗克尺度（10 -35 米）——但研究人员提出，暗维度可能比其他维度大得多——大约为微米（10 -6 米）。引力子，一种赋予重力的理论粒子，可能会泄漏到这个扩大的黑暗维度中。如果它们这样做了，它们就会获得质量并成为所谓的暗引力子。这些巨大的引力子将驻留在黑暗维度中，但它们的引力效应可以在其他维度中感受到，从而使它们能够发挥通常归因于暗物质的作用。哈佛大学物理学家卡姆伦·瓦法认为，暗物质的质量可能会随着时间的推移而变化。芝加哥大学物理学家乔治·奥比德 (Georges Obied) 表示，在这种情况下，“暗能量和暗物质之间存在非常自然的耦合”。暗维度大小的变化会影响暗能量和暗物质。在 2025 年 7 月的一篇论文中，Oied 和 Vafa 以及普林斯顿大学的 Alek Bedroya 和哈佛大学的 David Wu 发现，2019 年提出的情景与 DESI 数据一致。他们的模型预测，暗能量的强度和暗物质的质量将随着时间的推移而减少，并且暗能量变化的速度将与其能量密度成正比。因为天体物理测量告诉我们暗能量的能量密度非常小，“它不会很快改变，”瓦法说。 “我们直到现在才看到这一点并不奇怪，”他说，因为变化的速度是如此之小。 “我们必须等待整个宇宙的年龄才能探测到这么小的东西。”