盡管沒有直接的證據(jù)，但現(xiàn)有的物理理論、實驗數(shù)據(jù)和天文觀測結(jié)果都并未排除這種可能性。有人將有關多重宇宙的研究粗略地分成了四個層面。第一層面：視界之外的宇宙。第二層面：暴脹的泡泡宇宙。第三層面：量子多世界解釋。第四層面：數(shù)學結(jié)構(gòu)的多樣性。

人類在探索“宇宙”的過程中，經(jīng)歷了一次又一次“降格”：先是發(fā)現(xiàn)地球并非宇宙的中心，接著又得知太陽只是銀河系眾多恒星中的一員，20世紀前期人們又發(fā)現(xiàn)銀河系之外還有眾多的河外星系。照這樣下去，會不會有朝一日竟然發(fā)現(xiàn)，人類今日所知的宇宙也降格了，成為多重宇宙或平行宇宙大家族的普通一員呢？

盡管沒有直接的證據(jù)，但現(xiàn)有的物理理論、實驗數(shù)據(jù)和天文觀測結(jié)果都并未排除這種可能性。美國麻省理工學院的宇宙學家泰格馬克將有關多重宇宙的研究粗略地分成了四個層面。

第一層面：視界之外的宇宙。

即使用最先進的望遠鏡，我們也無法將視野無限地向外拓展。這是因為我們所見的宇宙起源于約138億年之前的一次大爆炸，如果空間靜止，那么從大爆炸開始的光所能傳播的范圍極限就是138億光年。如果考慮到空間本身的膨脹，這一范圍是半徑約460億光年的球形區(qū)域。也就是說，此刻我們的視野必然局限于半徑460億光年的范圍內(nèi)，稱為宇宙視界?？茖W家常把宇宙視界之內(nèi)的部分稱為可見宇宙。在可見宇宙之外的宇宙結(jié)構(gòu)既有可能跟我們的宇宙相同，也有可能不同。

第二層面：暴脹的泡泡宇宙。

前一層面的多重宇宙可以看作暴脹多重宇宙的一個角落，因為俄羅斯物理學家林德研究發(fā)現(xiàn)，暴脹的過程可能永不停歇。暴脹不斷地擴大空間的范圍，空間中又隨機地產(chǎn)生更劇烈的暴脹。這個過程有點像病毒的自我復制。雖然某一范圍內(nèi)的暴脹可能停止，然后形成第一層多重宇宙，但從整體上看，暴脹始終沒有完全停下來。暴脹停止的區(qū)域夾在暴脹肆虐的空間中，好比一鍋開水中的氣泡，因此，這個理論又被稱作泡泡宇宙。不同泡泡宇宙之中可能存在不同的物理常數(shù)，甚至可能有不同的宏觀空間維度。在這個理論中，雖然我們的宇宙年齡沒有變化，但整個多重宇宙可能并不存在確定的起始時刻。

第三層面：量子多世界解釋。

量子力學是20世紀最成功的物理學理論之一，但是，人們對如何解釋量子力學中最基本的方程薛定諤方程存在分歧。從數(shù)學上看，一個粒子可以處于量子的疊加狀態(tài)，同一時間既在這里，又在那里。但實驗結(jié)果總是發(fā)現(xiàn)，對粒子進行多次測量，結(jié)果要么看到它在這里，要么看到它在那里。為什么理論和實驗會存在差別呢？1957年，美國量子物理學家埃弗里特三世在他的博士論文中提出了新的解釋。他認為，每進行一次測量，宇宙就分裂成一些分支，其中一組分支中的實驗發(fā)現(xiàn)粒子在這里，另一組分支中的實驗發(fā)現(xiàn)粒子在那里。觀察者和粒子并不會意識到宇宙發(fā)生了分裂，每個宇宙分支之間互不干涉，獨立演化。如果再進行別的量子測量過程，就會產(chǎn)生更多分支。這個理論雖然看上去比較玄，卻與現(xiàn)有的實驗和理論都沒有矛盾，而且它保證了量子力學在數(shù)學上的自洽性。

第四層面：數(shù)學結(jié)構(gòu)的多樣性。

“為什么宇宙中的規(guī)律是這樣的，而不是別的樣子？”美國物理學家惠勒發(fā)出詰問。即使將來我們找到了一個全面描述宇宙的終極理論，這個詰問還是存在于理論之外。宇宙的數(shù)學結(jié)構(gòu)只有一個嗎？泰格馬克設想，除了前三個層面的多重宇宙，還存在擁有不同數(shù)學結(jié)構(gòu)的多重宇宙。這樣的宇宙可以抽象地存在，而不一定要以時空、物質(zhì)、能量的形式存在。泰格馬克舉例說，計算機系統(tǒng)就是一個關于0和1的數(shù)學結(jié)構(gòu)，并且狀態(tài)不斷地發(fā)生演化，這種虛擬世界，也可以看作第四層面多重宇宙的一例。

有人質(zhì)疑多重宇宙理論無法用實驗的方式證明它是否錯了——這就叫“無法證偽”，因而不能算作科學理論，但泰格馬克認為這只是偏見。他舉例說，假如某個多重宇宙理論預言所有的宇宙都不含氧氣，但我們卻發(fā)現(xiàn)了氧氣，就能證偽這個理論。除此之外，對于某些未知問題，多重宇宙的解釋往往比其他物理理論更加簡潔。