Het idee 'multiversum' is een veronderstelling dat er mogelijk meerdere universa zijn, inclusief ons eigen universum. De structuur van het multiversum, de natuur van elk universum erin en de relatie tussen de verscheidene universa, hangt af van de theorie die je gebruikt. Multiversa zijn ideeën in de fysica, filosofie en fictie. In deze context kunnen termen als parallel universum, parallelle werelden of alternatieve universa gebruikt worden.
De mogelijkheid van een multiversum brengt verscheidene wetenschappelijke, filosofische en theologische vragen met zich mee. In dit artikel bespreken we de astronomische, natuurkundige kant van het multiversum.
Multiversum in de fysica
Classificatie
Volgens Max Tegmark is het bestaan van andere universa een direct gevolg van kosmologische waarnemingen. In een artikel dat hij in 2003 schreef voor het wetenschappelijk magazine "Scientific American" geeft hij een duidelijke samenvatting. Tegmark omschrijft de waarnemingen en hypotheses die ons het idee geven dat er nog universa zijn, verder dan ons gekende zichtbare heelal. Ook geeft hij een overzicht van de mogelijke parallelle universa, die we hieronder opsommen:
Niveau I: Een open universum
Een algemene voorspelling voor het fenomeen kosmische inflatie is dat het universum een oneindig Ergodisch (dwz dat het gehoorzaamt aan de wet dat alle deeltjes streven naar een zo laag mogelijke energie-inhoud. Die laagste energie-inhoud is ook de meest chaotische, waardoor we dit de chaos- of entropiewet noemen.) universum is, dat, omdat het oneindig is, alles moet bevatten wat een ander universum ook bevat. Dit betekent dus dat er een identieke kopie van een persoon in universum A aanwezig is in universum B op een gemiddelde afstand van 
meter. Dit rare verschijnsel noemen we de paradox van het Hubble Volume.
Niveau II: Andrei Linde's Bubble theorie
In een chaotische inflatie kunnen andere gethermaliseerde gebieden verschillende effectieve fysische constanten hebben, dimensionaliteit en deeltjesinhoud. Verrassend genoeg omvat dit niveau ook de Wheeler's oscillerende heelal theorie.
Niveau III: Hugh Everett III meerdere werelden interpretatie
Een interpretatie van kwantummechanica die meerdere universa voorstelt waarvan ze allemaal identiek zijn maar in diverse vormen bestaan. Het is algemeen aanvaard dat Everett's interpretatie een conservatieve uitbreiding is van de standaard kwantummechanica.
Niveau IV: De Ensemble theorie van Tegmark
Andere mathematische structuren geven verschillende fundamentele vergelijkingen van de fysica. Dit niveau beschouwt dat om het even welk hypothetisch heelal "echt" gebaseerd is op één van deze structuren. De M-theorie kan hierin geplaatst worden. Aangezien dit alle andere mogelijke samenstellingen omvat, brengt het een slot aan de hiërarchie van het multiversum. Er kan GEEN niveau V zijn.
Open multiversum
De relativiteitstheorie geeft een limiet aan de snelheid waaraan informatie kan reizen, deze oneindige ruimte effectief verdeeld in "lokale" universa. Ons zichtbare heelal bijvoorbeeld is een bol met in het centrum de Aarde (afhankelijk van wie de berekening doet). Nu is deze ongeveer 14 miljard lichtjaar in straal en wordt het Hubble volume genoemd. De grootte van het Hubble volume is rechtstreeks gerelateerd aan de leeftijd van het universum, het groeit aan de snelheid van 1 lichtjaar per jaar of exact de snelheid van het licht.
Aldus is er een oneindig aantal gebieden van ruimte met dezelfde grootte als ons eigen zichtbare heelal, een oneindig aantal van zichtbare universa in dit geval. Deze oneindige set (welke tussen de andere zaken een oneindig aantal identieke kopieën van uzelf bevat waarvan de dichtste op een afstand van meter en een gelijk oneindig aantal van niet helemaal identieke kopieën) omvat het eerste niveau van het multiversum.
Bubble theorie
De Bubble theorie omvat een oneindig aantal open multiversa, elk met een verschillende fysische constante (de reeks van Bubble universa is dus een niveau II multiversum). De universa zijn veel verder weg dan het verste universum in ons open multiversum, welke op zichzelf oneindig van ons ligt.
De vorming van ons universum van een "bel" van een multiversum werd voorgesteld door Andre Linde. Deze Bubble universumtheorie past goed in de aanvaarde inflatietheorie. Het Bubble concept omvat de aanmaak van universa van het kwantumschuim van een "ouder universum". Op erg kleine schaal schuimt het schuim door energieschommelingen. Deze schommelingen kunnen kleine bellen aanmaken en wormgaten. Indien de energieschommelingen niet erg groot zijn kan zich een klein Bubble universum vormen die wat uitzetting kan ondergaan zoals bij het opblazen van een ballon en dan verkleint tot in het niets. Indien de energieschommeling groter is dan een bepaalde kritieke waarde kan een klein Bubble universum vormen van het ouder universum, die dan langdurige uitzetting kan ondergaan en toestaat dat materie en grootschalige galactische structuren kunnen gevormd worden.
Big Bounce
Volgens sommige loop-kwantumzwaartekracht theoriemensen was de Big Bang slechts het begin van een uitzettingsperiode die volgde na een periode van verkleining. In deze hypothese van het oscillerend universum, ondergaat het universum een oneindige reeks van oscillaties welke beginnen met een Big Bang en eindigen met een Big Crunch. Na de Big Bang zette het universum zich uit voor een bepaalde periode voordat de zwaartekrachtaantrekking van materie ervoor zorgde dat het terug in elkaar klapte en een Big Bounce onderging. Alhoewel het model enige tijd was verworpen, werd het terug opgehaald in de Brane kosmologie als het cyclische model.
Net zoals de Bubble theorie is dit oscullirend zicht een niveau II multiversum.
Meerdere werelden interpretatie van kwantumfysica
Hugh Everett's meerdere werelden interpretatie (MWI) is één van de verschillende interpretaties van de kwantummechanica. Andere interpretaties omvatten de "Kopenhagen" en de "consistente historiek". Het multiversum voorgesteld door MWI, was een gedeelde tijdsparameter. In de meeste formuleringen zijn alle constituerende universa structureel identiek aan elkaar en hebben ze dezelfde fysische wetten en waarden voor de fundamentele constanten, ze kunnen bestaan in diverse vormen. De constituerende universa zijn verder niet-communicerend in de zin dat er geen informatie tussen twee universa kan uitgedeeld worden. De vorm van het gehele multiversum is gerelateerd aan de vormen van het constituerende universa door kwantum superpositie. Gerelateerd hieraan zijn de Richard Feynman's meerdere historieken en H. Dieter Zeh's meerdere-geheugen interpretatie.
M-theorie
Een multiversum van een ietwat verschillende soort is overwogen binnen de 11-dimensionale uitbreiding van de stringtheorie die gekend is als de M-theorie. In de M-theorie is ons universum en andere universa gemaakt door een botsing tussen verschillende membramen in een 11-dimensionale ruimte. Niet zoals de universa in het kwantum multiversum, kunnen deze universa volledig andere fysische wetten hebben en nog vele andere mogelijke zaken.
String landschap
Een ander voorstel van een multiversum in de stringtheorie heeft ook wat aanzien gekregen. Het wordt het string landschap genoemd en neemt aan dat er, ruwweg gesproken, een erg groot aantal wegen zijn om van een tiendimensionale stringtheorie naar een vierdimensionale lage-energiewereld te kunnen gaan zoals we zien en elk van deze correspondeert met een totaal verschillend universum.
