Đa vũ trụ có lẽ đã trở nên quen thuộc đối với những người yêu thích phim ảnh, nhưng trong thực tế, liệu đa vũ trụ có tồn tại không và khả năng tồn tại của nó là bao nhiêu?
Hầu hết các nhà vũ trụ học tin rằng khi vũ trụ mới hình thành, kích thước của nó không lớn lắm. Nhưng ngay sau đó, vũ trụ đã mở rộng một cách đột ngột, và thể tích của nó tăng lên không biết bao lần.
Rất khó để chúng ta định lượng kích thước của vũ trụ, bởi vì khái niệm này phần lớn chỉ là ước đoán, nhưng có thể nói rằng nó 'lớn hơn rất nhiều so với bạn nghĩ'. Mô hình mở rộng của vũ trụ tin rằng kích thước thực sự của nó ít nhất là lớn hơn 1.052 lần so với phạm vi quan sát được. Với vũ trụ có thể quan sát được có đường kính 90 tỷ năm ánh sáng, điều này có nghĩa là phạm vi thực sự của vũ trụ quá lớn để chúng ta có thể hiểu được.

Lý thuyết mở rộng giải quyết nhiều vấn đề trong lĩnh vực vũ trụ học Big Bang. Ví dụ, các khu vực khác nhau trong vũ trụ có thể cách xa nhau, nhưng nhiệt độ thì gần như giống nhau. Theo lý thuyết mở rộng, những khu vực này đã từng liên kết mật thiết với nhau cho đến khi chúng bị tách rời bởi sự mở rộng của vũ trụ.
Có một kết quả khác có thể xảy ra của mở rộng vũ trụ: mở rộng của vũ trụ có thể vẫn chưa kết thúc. Thực tế, quá trình này có thể không bao giờ dừng lại. Lý thuyết này được gọi là 'lý thuyết mở rộng vĩnh cửu', tin rằng vũ trụ sẽ tiếp tục mở rộng trên quy mô lớn mãi mãi, và chỉ một phần nhỏ của nó có thể duy trì một cuộc sống bình thường và hòa bình, giống như vũ trụ của chúng ta. Mỗi vũ trụ giống như một 'hòn đảo' được ngăn cách bởi một khoảng không vô tận, cách xa nhau với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng (vì mở rộng của vũ trụ thực sự nhanh hơn tốc độ ánh sáng).
Những 'đảo' này trong 'đa vũ trụ' sẽ không bao giờ tiếp xúc, và không thể giao tiếp với nhau. Thậm chí, chúng ta không thể tìm thấy bằng chứng trực tiếp về sự tồn tại của chúng.

Đa vũ trụ là một nhóm giả thuyết bao gồm nhiều vũ trụ. Những vũ trụ này bao gồm tất cả mọi thứ: không gian, thời gian, vật chất, năng lượng, thông tin, các định luật và hằng số vật lý mô tả chúng. Các vũ trụ khác nhau trong đa vũ trụ được gọi là 'vũ trụ song song', 'vũ trụ khác', 'vũ trụ thay thế' hoặc 'nhiều thế giới'.
Mặc dù không có bằng chứng trực tiếp, nhưng chúng ta vẫn có thể đưa ra suy luận hợp lý về việc đa vũ trụ có tồn tại hay không?
Đầu tiên, chúng ta cần xác nhận sự mở rộng của vũ trụ. Mặc dù các nhà khoa học vẫn chưa đưa ra kết luận chính xác, nhưng có bằng chứng cho thấy có sự mở rộng tương tự như đã xảy ra trong vũ trụ sơ khai. Nếu mở rộng vũ trụ diễn ra, các quy luật quan sát được từ biến động của nền vi sóng vũ trụ thực sự tương thích với nó. Ngoài lý thuyết mở rộng vũ trụ, không có lý thuyết nào khác về vũ trụ sơ khai có thể làm được điều này.
Tuy nhiên, mở rộng vũ trụ không phải là một lý thuyết độc lập, mà giống như một lý thuyết 'phạm trù' hơn. Các mô hình khác nhau sẽ giả định các quy luật vật lý khác nhau, các yếu tố thúc đẩy khác nhau, các nguyên nhân khác nhau và các tác động khác nhau đối với sự kiện này. Vì tất cả các lý thuyết này đều dựa trên các mô hình giả thuyết về vũ trụ sơ khai, nên vẫn còn quá sớm để xác định cái nào là chính xác.
Các nhà vật lý dự đoán rằng mở rộng vĩnh cửu có thể là một tình huống phổ biến hơn, và hầu hết các mô hình mở rộng vũ trụ có thể dẫn đến kết quả này cho đến khi quá trình phát triển của chúng kết thúc. Theo giả thuyết này, nếu mở rộng vũ trụ đúng, thì mở rộng vĩnh cửu cũng có thể đúng, điều này ngụ ý rằng đa vũ trụ có thể tồn tại.

Các ví dụ ban đầu về ý tưởng của thế giới vô hạn được ghi lại trong triết học của người Hy Lạp cổ đại, với giả thuyết rằng các thế giới song song vô hạn xuất phát từ sự va chạm của các nguyên tử. Vào thế kỷ thứ ba trước Công nguyên, nhà triết học Chrysippus đã đề xuất rằng thế giới sẽ tồn tại và tái sinh vĩnh viễn, mô tả một cách hiệu quả về sự tồn tại của nhiều vũ trụ qua thời gian. Khái niệm đa vũ trụ được định rõ hơn vào thời Trung cổ. William James, nhà triết học và nhà tâm lý học người Mỹ, sử dụng thuật ngữ 'đa vũ trụ' vào năm 1895, nhưng trong một ngữ cảnh khác.
Tuy nhiên, việc đa vũ trụ tồn tại là một vấn đề rất phức tạp mà các nhà khoa học đã cố gắng hiểu suốt một thời gian dài. Nếu giả thiết về sự mở rộng vĩnh cửu đúng, thì không chỉ có một hoặc một số vũ trụ, mà là vô số vũ trụ. Mỗi vũ trụ có thể có các luật vật lý và sự sắp xếp của vật chất riêng biệt. Vì vậy, nếu sự phân bố của vật chất và năng lượng được giới hạn (với nhiều cách khác nhau để cấu tạo một vũ trụ), thì luôn tồn tại những tình huống vật lý tương tự trong vô số đa vũ trụ.
Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể nói rằng nếu việc mở rộng vĩnh cửu thực sự phổ biến (nghĩa là áp dụng cho hầu hết các mô hình mở rộng vũ trụ), thì đa vũ trụ có thể tồn tại. Một nhóm các nhà vật lý đã chia sẻ quan điểm này trong một bài báo gần đây.
Đầu tiên, họ phát hiện rằng sự mở rộng vĩnh cửu không phổ biến như họ đã tưởng ban đầu. Họ cho rằng lí do mà các nhà vật lý vũ trụ tin rằng sự mở rộng vĩnh cửu phổ biến là do số lượng mô hình họ nghiên cứu là có hạn.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện rằng vì chúng ta vẫn chưa biết nhiều về mô hình mở rộng và cơ chế hoạt động của nó, nên chúng ta khó có thể đánh giá mức độ phổ biến của sự mở rộng vĩnh cửu. Họ tin rằng không thể trả lời câu hỏi này một cách đơn giản, và cần có nhiều nghiên cứu hơn về sự mở rộng của vũ trụ. Do đó, sự thật về đa vũ trụ đến nay vẫn chỉ là những giả thuyết và chưa được xác minh thông qua nghiên cứu khoa học sâu sắc.