理论物理学的前沿正在见证卡鲁扎-克莱因（Kaluza-Klein, KK）理论的重大理论转向，该理论起源于西奥多·卡鲁扎（Theodor Kaluza）1919年的初始设想，现正致力于将弯曲的额外维度模型与宇宙学中的暗物质难题建立联系。
卡鲁扎最初的工作旨在通过引入一个微观的第五维度，在经典层面统一引力和电磁学，他于1919年将此设想呈送给阿尔伯特·爱因斯坦，并于1921年发表。随后，奥斯卡·克莱因（Oskar Klein）于1926年对该理论进行了量子诠释，提出该额外维度是紧致化的，即卷曲成一个比原子尺度小得多的微小圆环，以此解释其不可直接观测性。该理论框架的演进，特别是为应对引力与其他基本力之间高达10的24次方数量级的“层级问题”，催生了更复杂的模型。
1999年，丽莎·兰德尔（Lisa Randall）和拉曼·桑德拉姆（Raman Sundrum）提出了著名的兰德尔-桑德拉姆（RS）模型，该模型引入了五维反德西特（AdS）时空中的弯曲几何结构。RS模型的核心机制在于，通过这种弯曲几何，引力子可以“泄漏”到额外的维度中，使得引力在我们的四维“膜”上显得异常微弱，同时允许额外维度在宏观上足够大而不被察觉。然而，截至2025年下半年，大型强子对撞机（LHC）对高能、大质量引力子等额外维度迹象的搜寻尚未提供确凿证据，促使理论家将焦点转向更具解释力的方向。
最新的理论进展，尤其是一项于2025年11月发表于《欧洲物理学杂志C》（The European Physical Journal C）的研究，为暗物质的身份提供了一个基于弯曲额外维度的潜在解答。该研究表明，被推入弯曲第五维度的费米子（fermions）有可能以暗物质的形式显现出来，从而将额外维度理论从单纯的层级问题解决方案扩展到了暗物质问题的理论解释上。暗物质约占宇宙物质总量的75%，是标准模型无法解释的另一大难题，因此这一理论连接具有深远的意义。
在更精细的RS模型变体中，例如三膜设置，暗物质（DM）被定位在深红外（Deep Infra-Red）的GeV-TeV膜上，而标准模型（SM）位于红外TeV-PeV膜上，这种配置在一定程度上缓解了层级问题，并能规避LHC对暗物质和KK引力子质量的严格限制。此外，KK引力理论的维度约减框架预示着除标准引力子外，还存在自旋为0和自旋为1的KK引力子能谱，这些模式也可能成为暗物质的候选者。
尽管实验搜索的零结果正在不断约束这些理论的参数空间，例如对自旋-2 KK门户暗物质模型的限制，但新颖的理论路径仍在探索中。卡鲁扎-克莱因理论的深远影响在于，它为现代物理学的基石，如杨-米尔斯理论和弦理论，提供了几何基础。2025年的研究动向，即利用弯曲维度来解释暗物质，标志着这一百年历史的理论在应对当代宇宙学挑战中的持续生命力，未来对引力波探测的敏感性分析也为实验检验提供了新的方向。
