多元宇宙（Multiverse），又称多重宇宙、多宇宙，指的是一种在物理学里尚未被证实的理论。根据这种理论，除了人类生存的宇宙外，还存在着其他宇宙。这些宇宙的基本物理定律和人类所认知的宇宙可能相同，也可能不同。每个都是独立的宇宙，每个都有不同的物理定律。

1957年美国普林斯顿大学休·埃弗莱特三世（Hugh Everett III）最早提出多世界理论，他假设所有孤立系统的演化都遵循薛定谔方程，波函数不会崩坍，而量子的测量却只能得到一种结果，也就是说，处于叠加态。埃弗莱特认为测量仪器与被测系统的状态之间有某种关联，称之为相对态（relative state）。埃弗莱特语出惊人的表示，测量带来的不是坍缩，而是分裂（Splitting）的宇宙。宇宙诞生以来，已经进行过无数次这样的分裂。惠勒意识到“分裂”这个用词的不妥，易产生误导，他在论文的空白里写道：“分裂？最好换个词。”对此物理学界的反应是异常的冷淡，1959年埃弗莱特飞去哥本哈根见到玻尔，尼尔斯·玻尔则不作任何评论。

目前为止，对多重宇宙的科学理论预测有许多。所有这些理论的共同点是，表明我们可以观察到的空间和时间并不是唯一的现实。

多元宇宙与暴胀宇宙学有关，即宇宙在极限膨胀的过程中撕裂为多个宇宙。即使其他区域的膨胀已经结束，某些区域仍会继续膨胀，当到达极限后分离，这些分离的区域可被视为一个独立的宇宙。这种膨胀一遍又一遍地发生，甚至可能会无限地发生，从而形成多个宇宙。

每个因膨胀而独立的宇宙也会膨胀产生更多宇宙，从而形成一个多宇宙的世界，就像吹泡泡一样。在“宇宙画布”上，永恒膨胀的宇宙使“泡泡”不断出现，每个“气泡”都是一个独立的宇宙，每个“气泡”都有不同的物理定律。在某一天的某一刻，就诞生出我们存在的宇宙。

存在多个宇宙的观点并不新鲜，科学家此前就认为人类生活在一个由无限数量宇宙构成的“多元宇宙”中。多元宇宙的概念起源于永恒膨胀的观点，认为宇宙一直在膨胀，当膨胀到极限爆发时，它便形成具有自身特性的独立宇宙。膨胀发生过无数次，产生了无数宇宙，导致了多元宇宙。

多元宇宙很容易与平行宇宙混淆，但两者是完全不同的概念。

平行宇宙这一概念源于量子力学，这要追溯到80多年前的一只猫 ，这只猫的主人是著名的物理学家薛定谔，因此这只猫也被叫作“薛定谔的猫”。按照平行宇宙的理念，如果你穿越到过去不小心害了年轻的祖母，那么这种改变将会产生一个新的时间分支，从那个时间点分裂出一个平行宇宙。这种改变只会产生新的时间分支，旧的时间线并不会受影响。在其中一个世界中猫还活着，在另一个世界中猫已经死了。任何人、事、物的每个选择、每个瞬间，都会产生分裂出平行宇宙。基于这一想法，平行宇宙的概念由此衍生出来。按照这种假设，在宇宙诞生没多久，就会存在几乎无数个平行宇宙。如果真的存在平行宇宙，那么必定存在另一个你，只是他们的人生各不相同。不过该理论存在一个很大的问题，宇宙真的会为了一只猫的死活而做出如此大的改变吗？

如果说多元宇宙是不同的系统，平行宇宙更像是现实宇宙的镜像或者说分叉。平行宇宙强调的是相同的人事物，不同的历史发展走向。而多元宇宙强调的是存在多个完全不同的宇宙，每个宇宙都有自己独特的物理法则和性质，不存在另一个你，另一个猫。多元宇宙是基于科学预测，而平行宇宙是基于时间旅行的一个科学幻想。

英国牛津大学的理论物理学家罗杰·彭罗斯和美国埃里温物理学院的瓦赫·古萨德扬用宇宙微波背景（CMB）数据研究大爆炸之前发生的景象时，发现了低于平均温差的同心圆环，他们认为大爆炸可能曾多次发生，为多重宇宙论提供了证据。

继之的第二批研究更加刺激，一个由英国、美国和加拿大联合组成的研究小组建立了运算法则，在宇宙微波背景中寻找具有某种特殊属性的碰撞，结果发现了4个统计学上不可能的圆环图案。研究人员认为，这些标记可能是我们的宇宙和4个不同时期爆出来的其他宇宙发生碰撞后产生的“擦伤”痕迹。如果该结论正确，这将是除人类生活的宇宙外，还有多个宇宙确实存在的首个证据。