Perluasan dari teori String adalah teori Brane. Bentuk partikel dan bahkan jagad rayapun mengambil konsep ini. Dalam konsep brane yang dijumlahkan tidak hanya luas (membrane) tetapi juga bentuk berikutnya, yang diistilahkan sebagai D- branes. Misalnya untuk dimensi D=1 disebut string yang adalah 1-branes, sedangkan untuk D=2 disebut 2-branes atau disebut juga sebagai membranes dan seterusnya. Alam semesta kita mempunyai dimensi ruang D=3 atau dikenal sebagai 3-branes. Termotivasi dari teori-M heterotik dalam ruang-waktu sebelas dimensi, dan kompaktifikasinya menuju ke lima dimensi melalui Manifold Calabi-Yau, sebuah skenario dunia brane (braneworld) 5-dimensi telah memperjelas hubungan antara gravitasi, fisika partikel dan kosmologi yang sebelumnya sulit untuk dipahami dengan hanya tiga dimensi ruang. Dimensi yang dikompaktifikasi memiliki ukuran yang sangat kecil yang direpresentasikan sebagai panjang Planck.
Konsekuensi yang menarik pada konsep braneworld adalah dapat dijelaskan kehadiran dark radiation dan dark matter dalam konsep kosmologi. Kehadiran kedua ”dark”tadi untuk menjelaskan mengapa alam semesta berekspansi mengembang, bukannya mengecil. Selain itu, penelitian tentang braneworld dan dimensi ekstra menuju ke sains fiksiseperti alam semesta paralel dan geometri melengkung (warped geometry). Dalam geometri melengkung, ruang dan waktu terintegrasi menjadi sebuah pabrik ruang-waktu tunggal yang dapat terdistorsi oleh distribusi materi dan energi. Dari konsep geometri melengkung dapat pula dipahami bahwa jika sebuah objek serupa membran yaitu brane ditanam (di-embed) dalam ruang-waktu yang dimensi lebih tinggi dari dimensi brane itu sendiri maka brane akan mendistorsi ruang-waktu tersebut.
Randall dan Sundrum memperkenalkan dua buah skenario dunia brane yang serupa meskipun secara fenomenologi adalah berbeda. Skenario pertama terdiri dari dua buah 3-brane yang masing masing memiliki tegangan positif dan negatif, dinamakan RSI. Dalam skenario ini, ruang-waktu 5-dimensi dengan semua medan materi (termasuk partikel-partikel Model Standar) diasumsikan terlokalisasi pada brane yang berada pada titik-titik tetap (fixed point) dari orbifold S1/Z2. Selanjutnya, ruang dimana brane tersebut berada (dinamakan bulk) berlaku persamaan medan gravitasi Einstein dengan konstanta kosmologi negatif. Dalam skenario ini, dimensi yang ke-lima adalah kompak.
Sedangkan pada skenario kedua terdiri dari sebuah 3-brane, dinamakan RS II, yang memiliki tegangan positif. Model kedua ini dapat diperoleh dengan mengirim brane yang memiliki tegangan negatif ke tak hingga. Dalam kasus ini, dimensi kelimanya menjadi tak berhingga namun 3-brane yang memiliki tegangan positif masih memenuhi simetri Z2. Dalam kedua skenario, eksistensi dari brane dan konstanta kosmologi bulk mengakibatkan sebuah geometri bulk melengkung atau melintir sesuai dengan konsep geometri melengkung.
Selain itu, model-model dunia brane diharapkan sebagai suatu pencerahan baru tidak hanya untuk gravitasi kuantum dan isu unifikasi namun juga dalam masalah-masalah kosmologi seperti konstanta kosmologi dan radiasi gelap (dark radiation), serta dalam fisika partikel seperti permasalah hirarki (hierarchy problem). Ada pula sebuah alternatif dunia brane yang digunakan sebagai standar big-bang dengan skenario inflasi. Skenario ini terdiri dari sebuah bulk 5-dimensi yang mana brane masih pula ditempatkan pada titik-titik tetap dari orbifold S1/Z2. Walaupun banyak model dunia brane telah disederhanakan, pada dasarnya semua model digunakan dalam upaya membantu dalam mempelajari dan memahami sifat-sifat dari sebuah teori efektif yang diturunkan dari suatu aksi dalam ruang waktu berdimensi d > 4. Gambar 2. memperlihatkan bagaimana korelasi antara beberapa teori dan permasalahan dalam fisika partikel khususnya permasalah hirarki sampai lahirnya konsep brane world. Di dalam konsep brane world, semua partikel-partikel model standar terjebak dalam brane dan hanya gravitasi yang dapat berpropagasi kemana- mana, baik di brane maupun di bulk
