空間對一般人來說只有三個自由度——上、下、左、右、前、后;可是物理學家眼中的空間卻是四度,除了前面所說之外還多了時間,這并不表示一般人對時間沒有感覺。而是說在物理學家心中時間是和空間相混在一起的。那么我們是否可以再多加一個第五空間?一個可以感受到的自由度,就像時間空間一樣。對加拿大的天文物理學家來說。第五度空間是存在的,它是宇宙中的新形態(tài)物質(zhì),一種屬于彌漫在星系和星系團之間的黑暗物質(zhì)。
滑鐵盧大學的維森提出一些第五度空間的構(gòu)想。他認為,不論在什么樣的尺度下宇宙中都還有許多物質(zhì)是我們看不見的,這種物質(zhì)不和光子起作用,所以不會發(fā)出任何波長的電磁波,我們稱之為黑暗物質(zhì)。黑暗物質(zhì)是為何物?許多的猜測應運而生,從幾乎沒有質(zhì)量的微中子到迷你黑洞。都可能是黑暗物質(zhì)的候選者,但是它們都無法通過嚴格的考驗。維森認為現(xiàn)在該是采用一些非傳統(tǒng)方法的時候了。
維森所采用的方式稱做卡魯扎一克萊恩理論??斣涂巳R恩是20世紀20年代的科學家,他們因在多加一度空間的情形下改寫廣義相對論的愛因斯坦方程式而聞名。根據(jù)他們的理論,可以算出宇宙中有孤粒子存在。孤粒子的觀念來自于流體力學,當我們攪動一盆水時,水面上會產(chǎn)生水波。一般的水波有色散現(xiàn)象,結(jié)果造成水波的形狀會逐漸散開來。但是在特殊情形下,水波的形狀會一直保持不變,物理學家稱它為孤粒子。
在廣義相對論的觀念下,物體的重力與時空的幾何形狀有關(guān)。一個物體會使時空扭曲,當其他物體接近時,它會很自然地順著扭曲的時空運動,其結(jié)果就好像兩個物體受到重力吸引而靠近,因此物體本身就是五度空間之一(三維空間、時間加上物體)。維森認為,在五度空間中產(chǎn)生的孤粒子代表著一團球狀對稱的物體,它看起來就像一個相對論性質(zhì)點或是光子,但是它不需要發(fā)光。
這種孤粒子很難直接找到,但是它們會表現(xiàn)在宇宙背景輻射的某些特定波長內(nèi)。它們會在星系上產(chǎn)生潮汐力,也可能透過重力透鏡的方式將遠方天體發(fā)出的光扭曲。維森認為,假如世界真的超過四度空間,那我們應該可以找到屬于五度空間的孤粒子。