暗物質與暗能量是什麼？是不是其他維度的物質透過引力而形成的場？

引力 高維度 以太 暗能量

這個問題還是比較好的。雖然第二問稍稍有點偏離「好問題」。

我雖然不能給出問題的答案，但是可以說一下目前的研究進展和對問題的評價。

1. 暗物質：

目前我們推測出一些暗物質的性質，並依據這些性質列出了很多可能的暗物質候選粒子，而且我們還根據這些性質從各種角度設計了實驗來嘗試觀測它們產生的效應。比如暗物質的產生泯滅以及與普通物質相互作用，都有可能被觀測到，但是目前只存在一些不是很強的間接觀測證據。

2. 暗能量：

如果說暗物質我們有一些頭緒，而且有望在當今一代實驗儀器的尋找下被發現和確認，那麼暗能量是什麼我們則說不出來什麼（假設目前的理論正確、確實存在暗能量的話）。

有人的理解是，暗能量是宇宙學常數，也就是時空本身的固有曲率，就和電子質量常數、精細結構常數等等物理常數一樣，它們就是存在而已，你沒法說為什麼存在電子或者電子質量為什麼是這個值，時空也就是這個樣，你活在這個宇宙里就沒得選。這是相對論的理解。

另外的理解是真空能。也就是量子物理的理解，真空的基態能量是一個非零的值。由於平時我們都是算能量差，比如電子從第二能級躍遷到第一能級放出多少能量，這時候基態能量是多少都無所謂，被消掉了。而只有在少數幾個情況下，就包括宇宙膨脹這個情況，真空能有觀測效應。然而這個理論所預測的真空能和我們實際觀測到的相比，差了10的大概100次方倍，榮登物理學有史以來最不靠譜的理論預言。儘管如此這種理解還是備受重視的，因為我們沒有更好的理解了，第一種理解相當於不去理解。

3. 高維時空的概念：

這個概念是怎麼來的呢，要從相對論說起。廣義相對里，愛因斯坦場方程有若干前提假設。類似於，先假設小明大學畢業後沒有工作也沒有考研，因此得出他留學了的理論。他留學的理論是建立在前兩個假設基礎之上。相對論也一樣，我們不討論假設是不是真的（我們只是相信它們足夠可能貼近真實）只考慮在這些假設下會推導出什麼必然的結論。

愛因斯坦要寫下場方程，就包括了五個前提假設：

1. 把這個時空與質能相互作用的方程寫成如下的形式：E(g) = k T，其中E為g的某種函數，g為時空度規，k為常數，T為應力-能量張量（Stressa€「energy tensor）。
2. 方程中只存在低於二階的度規g的導數。
3. E是對稱張量（由T對稱推知）。
4. E的散度為零（由能量守恆假設推知）。
5. 四維時空。

如果這些假設成立，那麼有且只有一個方程能符合上述條件，也就是愛因斯坦場方程，因此愛因斯坦方程必然正確，而愛因斯坦方程中唯一一個自由度就是宇宙學常數，也就是上面說的暗能量。

反過來說，由於現在暗能量暗物質還沒有確實探測到，它們是否存在還有爭議。如果不存在暗能量，那麼愛因斯坦方程就是錯的，那麼上述五個假設中至少有一個是錯的。最可能出錯的是哪個呢？（其實都不太可能出錯，但是有一些是不太可能，有一些是極不可能，比如T按照定義是對稱的而E卻不對稱的情況是無法理解的，數學上就是錯的。）

第一個可能是，E不僅僅是度規g的函數，還是其他矢量標量場的函數，通過增加時空中有效場的數量來增加解的自由度（以避免只有愛因斯坦方程這一個解）。這個理論的代表就是TeVeS或者說MOND，也就是那些修正引力理論。

第二的可能就是高維空間了，增加時空維度同樣可以增加解的自由度。這就是高維空間、什麼十一維時空的理論。該理論認為，我們所知的物理全部都在三維空間中存在，唯獨引力是個例外，它存在的空間自由度更高，可以在高維空間活動和傳播，而我們看到的引力效應則是從其他空間維度投影在我們三維時空的切空間效果。電影《星際穿越》中男主彈動引力能穿越時空來傳遞信息就是這個理論設想。這不是說這個設想多麼靠譜，只是說理論邏輯上不能排除其為現實的可能性。

當然還可以有其他的可能了，比如存在度規的更高階的導啦、非局域性場方程啦（就是描述所需信息不只在一個空間點上，而是一定空間的積分都有作用）爛七八糟的，就比上面這兩個更不靠譜了。

所以說，目前理論上存在高維空間，但僅僅有引力存在於高維空間的必要（愛因斯坦方程描述時空與物質的相互作用，並認為引力其實是時空彎曲的表象，這裡涉及的就只是引力），除引力以外，我們的全部實驗觀測都可以在三維空間內得到解釋。因而理論上沒有必要考慮其他維度空間的物質，因為它們沒有與我們相互作用。

如果只是引力作用，那就相當於方程中多了一個場影響時空的彎曲，也就是第一種修改可能，這在數學上是等價的，你不需要「物質存在於其他維空間然後和現有空間的物質產生引力作用」，直接說「方程里多了幾個場」就完了。
注意，沒有物理理論是正確的，我們只是選取一種數學形式來描述現實而已。這種形式要麼能良好的描述要麼不能，跟你要怎麼理解它無關。