平行宇宙，或者叫多重宇宙论，指的是一种在物理学里尚未被证实的理论，根据这种理论，在我们的宇宙之外，很可能还存在着其他的宇宙，而这些宇宙是宇宙的可能状态的一种反应，这些宇宙可能其基本物理常数和我们所认知的宇宙相同，也可能不同。平行宇宙这个名词是由美国哲学家与心理学家威廉·詹姆士在1895年所发明的。
平行宇宙经常被用以说明：一个事件不同的过程或一个不同的决定的后续发展是存在于不同的平行宇宙中的；这个理论也常被用于解释其他的一些诡论，像关于时间旅行的一些诡论，像“一颗球落入时光隧道，回到过去撞上了自己因而使得自己无法进入时光隧道”，解决此诡论除了假设时间旅行是不可能的以外，另外也可以以平行宇宙作解释，根据平行宇宙理论的解释：这颗球撞上自己和没有撞上自己是两个不同的平行宇宙。
之后，爱因斯坦提出虫洞理论。简单地说，虫洞就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道，所以也叫灰道。
1985，美国康乃尔大学（Cornell University）的著名行星天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan）写了一部科幻小说，叫做《接触》。萨根对探索地球以外的智慧生物有着浓厚的兴趣，他客串科幻小说家的目的之一是要为寻找外星智慧生物的SETI 计划筹集资金。他的这部小说后来被拍成了电影，为他赢得了广泛的知名度。
萨根在他的小说中叙述了一个动人的故事：一位名叫艾丽（Ellie）的女科学家收到了一串来自外星球智慧生物的电波信号。经过研究，她发现这串信号包含了建造一台特殊设备的方法，那台设备可以让人类与信号的发送者会面。经过努力，艾丽与同事成功地建造起了这台设备，并通过这台设备跨越了遥远的星际空间与外星球智慧生物实现了第一次接触。
但是，艾丽与同事按照外星球智慧生物提供的方法建造出的设备究竟利用了什么方式让旅行者跨越遥远的星际空间的呢？这是萨根需要大胆“幻想”的地方。他最初的设想是利用黑洞。但是萨根毕竟不是普通的科幻小说家，他的科学背景使他希望自己的科幻小说尽可能地不与已知的物理学定律相矛盾。于是他给自己的老朋友，加州理工大学（California Institute of Technology）的索恩（Kip S.Thorne）教授打了一个电话。索恩是研究引力理论的专家，萨根请他为自己的设想做一下技术评估。索恩经过思考及粗略的计算，很快告诉萨根黑洞是无法作为星际旅行的工具的，他建议萨根使用虫洞这个概念。据我所知，这是虫洞这一名词第一次进入科幻小说中。在那之后，各种科幻小说、电影、及电视连续剧相继采用了这一名词，虫洞逐渐成为了科幻故事中的标准术语。这是科幻小说家与物理学家的一次小小交流结出的果实。
萨根与索恩的交流不仅为科幻小说带来了一个全新的术语，也为物理学开创了一个新的研究领域。在物理学中，虫洞这一概念最早是由米斯纳（C.W.Misner）与惠勒（J.A.Wheeler）于1957年提出的，与人类发射第一个航天器恰好是同一年。那么究竟什么是虫洞？它又为什么会被科幻小说家视为星际旅行的工具呢？
让我们用一个简单的例子来说明：大家知道，在一个苹果的表面上从一个点到另一个点需要走一条弧线，但如果有一条蛀虫在这两个点之间蛀出了一个虫洞，通过虫洞就可以在这两个点之间走直线，这显然要比原先的弧线来得近。把这个类比从二维的苹果表面推广到三维的物理空间，就是物理学家们所说的虫洞，而虫洞可以在两点之间形成快捷路径的特点正是科幻小说家们喜爱虫洞的原因。只要存在合适的虫洞，无论多么遥远的地方都有可能变得近在咫尺，星际旅行家们将不再受制于空间距离的遥远。在一些科幻故事中，技术水平高度发达的文明世界利用虫洞进行星际旅行就像今天的我们利用高速公路在城镇间旅行一样。在著名的美国科幻电影及同名电视连续剧《星际之门》中，人类利用外星文明留在地球上的一台被称为“星际之门”的设备可以与其他许多遥远星球上的“星际之门”建立虫洞连接，从而能够几乎瞬时地把人和设备送到那些遥远的星球上。虫洞成为了科幻故事中星际旅行家的天堂。
不过米斯纳与惠勒所提出的虫洞是极其微小的，并且在极短的时间内就会消失，无法成为星际旅行的通道。萨根的小说发表之后，索恩对虫洞产生了浓厚的兴趣，并和他的学生莫里斯（Mike Morris）开始对虫洞作深入的研究。与米斯纳和惠勒不同的是，索恩感兴趣的是可以作为星际旅行通道的虫洞，这种虫洞被称为可穿越虫洞。
知识链接：时空逆流与宇宙旅行
在近代平行宇宙理论已经激起大量科学、哲学和神学的问题，而科幻小说亦喜欢将平行宇宙的概念用于其中。有时有些人会以平行宇宙来探讨“若一个历史的事件的结果或过程和我们所知的不同，那么世界会变成怎样”这类的主题，并因此写出一篇故事来说明可能的发展，例如中国大陆在2012年以前风行的穿越剧。
在科幻小说中，经常有通过时空旅行来改变过去和未来的情节，时空逆流是一种祖父悖论中可能出现的情况，即你如果回到过去杀死了你的祖父，那么你就不会出生，但是你是客观存在的，那么就会出现两个平行宇宙：
你没有改变过去，或者你祖父没有死，一个你存在的宇宙。
你杀死了你的祖父，一个你不存在的宇宙。
时空逆流的观点认为：如果你进入了后者的宇宙中，你将会被排斥，可能被抛出你不存在的宇宙，或者因为宇宙的排斥发生各种不可意料的状况。