A física teórica em 2025 prossegue a investigação das implicações das dimensões espaciais adicionais, um campo inaugurado pela Teoria de Kaluza-Klein (KK). A formulação original, concebida por Theodor Kaluza em 1919 e publicada em 1921, buscava unificar a gravitação com o eletromagnetismo através da extensão da relatividade geral para um espaço-tempo de cinco dimensões. Oskar Klein estendeu essa abordagem, introduzindo a ideia de uma dimensão compactada, pavimentando o caminho para conceitos subsequentes como a Teoria das Cordas.
O foco contemporâneo dessas investigações reside na tentativa de solucionar o problema da hierarquia, a discrepância de um fator de aproximadamente $10^{24}$ entre a escala de energia da gravidade e as outras forças fundamentais. A aparente fraqueza da gravidade é teoricamente atribuída ao seu "vazamento" para essas dimensões extras. Modelos mais recentes, como as propostas de Randall e Sundrum (RS) de 1999, refinaram essa noção, utilizando uma geometria deformada dentro de um espaço-tempo Anti-de Sitter pentadimensional (AdS). Nesta arquitetura, as partículas do Modelo Padrão, exceto o gráviton, localizam-se em membranas tridimensionais, permitindo que o efeito da dimensão extra atenue a gravidade em nossa brana sem anular os efeitos gravitacionais observáveis.
Até o final de 2025, o Grande Colisor de Hádrons (LHC) impôs restrições rigorosas aos intervalos de massa de partículas hipotéticas, como grávitons massivos, mas não confirmou evidências conclusivas de dimensões extras pela detecção de novas partículas de alta energia. No entanto, o panorama teórico registrou uma inflexão com um estudo publicado no The European Physical Journal C em novembro de 2025. Este trabalho recente sugere uma conexão conceitual entre as geometrias de dimensões extras e a natureza da matéria escura, que compõe cerca de 85% da massa do universo.
A pesquisa postula que férmions que se propagam em uma quinta dimensão deformada poderiam manifestar-se em nosso universo quadridimensional como os constituintes da matéria escura. Esta perspectiva se alinha com ideias anteriores sobre a matéria escura de Kaluza-Klein (KK), onde a partícula KK mais leve é um candidato viável se a paridade KK for conservada. A relevância desta linha de investigação é sua capacidade de oferecer soluções teóricas para o problema da hierarquia e o mistério da matéria escura, questões que o Modelo Padrão não resolve.
Enquanto as buscas no LHC se concentram em evidências diretas, a sugestão de novembro de 2025 redireciona parte do foco para a interpretação de fenômenos cosmológicos através da ótica de modelos de dimensões extras. A possibilidade de a matéria escura ser um "refugiado cósmico" de uma dimensão adicional oferece um novo vetor para a experimentação futura, possivelmente através de observações cosmológicas ou da detecção direta de partículas, como as que o Large Synoptic Survey Telescope (LSST) no Chile, equipado com sua câmera de 3,2 gigapixels, buscará a partir de 2025. A evolução da teoria, ligando a mecânica quântica e a relatividade em um arcabouço de cinco dimensões, demonstra a vitalidade da busca pela unificação das forças.
