Hay muchas versiones diferentes de la idea de los universos múltiples en la física. Scientific American publica este mes un buen artículo (escéptico) sobre el tema, "¿Existe realmente el multiverso?", del conocido relativista G.F.R. Ellis. Algunas de las posibilidades que se discuten son la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica, la inflación caótica, el panorama de la teoría de cuerdas y los modelos cíclicos, como los modelos ekpiroticos y la cosmología cíclica conforme de Penrose. Se puede encontrar información sobre ideas específicas de esta lista en Wikipedia, etc. No es probable que haya una respuesta genérica a su pregunta que abarque todos estos casos.
Una cosa que hay que tener en cuenta es que no es necesariamente fácil dar una definición adecuada de "universo". Por ejemplo, se podría decir que significa el conjunto de todos los acontecimientos que un observador dado O, que se supone inmortal, podría en principio observar, sujeto a la restricción de la relatividad general a la propagación de la información a no más de la velocidad de la luz. La expansión acelerada del universo implica que hay un horizonte cosmológico más allá del cual O nunca puede ver, así que según esta definición de "universo", el universo de O tiene un límite. Con esta definición, si tienes dos observadores, O y P, puede haber eventos que estén en el universo de O y también en el de P, pero otros eventos que estén en uno pero no en el otro. Podrías decir: "Oh no, no me gusta esa definición, es una tontería. Quiero que el todo universo que se incluya, no sólo la parte que un observador concreto pueda observar". Pero entonces tienes el mismo problema filosófico que en otras encarnaciones de la idea del universo múltiple, que es que tienes que hablar de cosas que nunca pueden ser observadas, ni siquiera en principio.
Daré un ejemplo en el que me parece valioso discutir sobre los universos múltiples.
La historia ofrece varios ejemplos de modelos cosmológicos que estaban equivocados y que, en retrospectiva, podemos decir que deberían haberse considerado inverosímiles en su momento, porque requerían un ajuste fino. Newton imaginó un cosmos infinito y homogéneo, de modo que, a pesar de la fuerza de atracción gravitatoria, la fuerza sobre cualquier partícula se anularía por simetría, permitiendo así que el universo existiera eternamente. Einstein tenía un modelo similar en el que la constante cosmoógica era exactamente suficiente para equilibrar la atracción gravitatoria y mantener el universo estático. Incluso antes de que Hubble descubriera la expansión cosmológica, había un problema con estos dos modelos, porque eran inestables y requerían un ajuste fino. En el modelo de Newton, cualquier desviación de la homogeneidad, por pequeña que sea, provoca un efecto de bola de nieve. Del mismo modo, la constante cosmológica de Einstein tenía que estar perfectamente ajustada, o de lo contrario se produciría un círculo vicioso de expansión acelerada o colapso. La lección de la historia parece ser que no debemos creer en modelos cosmológicos que requieran un ajuste fino.
Pero el actual modelo de consenso de la cosmología tiene múltiples problemas de ajuste fino. Hay un problema de planitud, y también un problema de entropía. Se supone que la inflación soluciona el primero, pero la inflación tiene muchos problemas, uno de los cuales es que la inflación es en cierto modo improbable. Para definir la noción de su probabilidad, hay que empezar a hablar del conjunto de todos los universos posibles, y preguntarse cuántos de ellos tienen una inflación que podría conducir a un universo como el nuestro. Esto es similar al problema del ajuste fino de Einstein, donde básicamente se quiere objetar porque el valor perfectamente ajustado de la constante cosmológica parece de baja probabilidad. No se puede hablar de probabilidad a menos que se tenga un espacio muestral, y aquí el espacio muestral es una especie de multiverso. Si te niegas a hablar del multiverso, entonces has cerrado una vía de argumentación que ha sido históricamente fructífera.