物理学中有一个未经证实的假设，即世界上存在不止一个宇宙，它们可能与我们生活的宇宙具有相同的定律，也可能不同。以人类目前的科技研究能力，我们在宇宙中还没有发现任何“边界”。 我们只能看到和观察到宇宙的极小部分，也就是光能到达地球的范围。 我们称它为“可观测宇宙”，也称它为“哈勃体积”，或“视界”的有限范围，因此宇宙中还有一个很大的未被观测到的空间。

  美国马克斯·蒂马克教授认为，既然宇宙可能是无限的（或有限但足够大），理论上所有物质都是均匀分布的，那么可以根据统计规律推导出事件发生的概率。 所有事件（包括宇宙的诞生）都有可能发生无数次。比如会有无数个宇宙，无数个太阳系，无数个地球，甚至无数个相同的自己。 这些宇宙可能远远超出人类所能观察到的宇宙范围，和现在的宇宙一样大，就像宇宙的分身。
  一些物理学家还认为，宇宙背景辐射的分布并不均匀，其原因是其他宇宙的引力引起的拉动干涉。在随后的实际观测中，天文学家发现在宇宙的南半部确实存在一个宇宙辐射空洞，这是一个现有物理学知识无法解释的冷点中心，正好印证了宇宙的假设。也有物理学家基于量子科学来解释宇宙，认为无论是一个宇宙还是多个宇宙，都共享一个时间变量，即这些宇宙的起源和基本物理规律是相同的，但物理常数可能会有所不同差异，因此不同的状态。
  关于时空的现代科幻影视作品很多，利用“虫洞”实现不同宇宙的穿梭或时间回溯的例子也不少。 但是太空穿梭无法解释物质运动速度和黑洞引力的问题。 关于时间旅行，最后常常出现“鸡还是蛋”的争论，或者说“祖母的悖论”。