霍金在完成了他的黑洞輻射理論之後，轉而開始尋找更大的獵物——統一場論。
霍金是從純粹的經典相對論專家而不是量子理論專家開始研究的。所以霍金用另一種觀點對這個問題展開研究。他和他的同事詹姆斯.哈特爾從愛因斯坦的經典宇宙出發，然後對整個宇宙進行量子化。
霍金是量子宇宙學這一新學科的創始者之一，他相信宇宙的最終問題只能由量子理論來回答。霍金用量子宇宙學得出它的終極量子結論，這個結論允許無限數量的平行宇宙存在。
量子理論的出發點是波函數，它描述了粒子所有可能的狀態。在某一點的波函數的值越大，那麼在該點找到電子的概率也越大。例如你現在坐在電腦前，那麼你就有一個具有薛定諤概率性質的波函數，如果你有辦法看見自己的波函數，那麼它就是與你身體形狀接近的一團雲。但是這團雲的一部分將分散在所有的空間，可以在火星，也可以在銀河系外。只是它們已經彌散得非常小了，也就是概率非常低。所以你還坐在電腦前。
霍金的新思想，是把整個宇宙看成一個量子粒子，通過重複一些簡單的步驟，我們得到了一些令人大開眼界的結論。
首先用一個波函數描述所有可能的宇宙集，這意味著，霍金理論的出發點必須是一個無限集的平行宇宙——宇宙波函數。霍金用宇宙這個詞代替粒子。
根據這個描述，宇宙的波函數散佈在所有可能的宇宙之上，靠近我們自己的宇宙波函數非常大，所以我們的宇宙有非常大的概率是正確的。然而，波函數也遍及其他宇宙，但是波函數在其他宇宙中是微乎其微的小，所以我們的宇宙將不會通過量子躍遷而成為其他的宇宙。
但是正因為在其他的宇宙仍有一個非常小但是並不為0的概率，所以平行宇宙的旅行並非完全不可能。這些其他的宇宙很可能是沒有生命，並且與我們熟悉的物理定律不一致的。這些平行宇宙有著不同的物理常量，可能會質子退化太快、可能無法制造鐵元素、可能生命進化之前就已經坍縮等等。
霍金的理論雖然與多世界理論相關，但卻走的更遠，它是以無限多個自洽宇宙為前提，並假定它們之間存在遂穿的可能性（通過蟲洞）。
霍金的希望證明宇宙波函數在我們的宇宙附近以一個極大值呈現，但是宇宙波函數所涉及的數學運算遠超出了任何人的計算能力。
在霍金的方案中，蟲洞的平均尺寸非常微小，大約是一個普朗克長度的尺寸。這些微小的蟲洞不斷將我們的宇宙與萬萬億個平行宇宙連接起來。這個尺度對於人類跨越宇宙的旅行來說，幾乎不可能。
從理論上看，存在通過蟲洞進入平行宇宙的可能性，但是從事實上看，宇宙之間的量子躍遷太漫長，或許等待的時間，會超過宇宙的壽命。
哈佛大學的物理學家西德尼.科爾曼（SidneyColeman）聲稱，在目前還不是某個遙不可知的未來，蟲洞可能產生一個明確的並且可以測量的結果。平行宇宙被一張無限連通的蟲洞網連接起來，科爾曼試圖將這些無限系列的貢獻相加。當總和求出之後，他發現令人吃驚的結果：宇宙的波函數傾向於零宇宙常數。因為這個結果非常重要，大多數物理學家都開始投入到這個領域。
如果科爾曼的純數學論證是正確的，那麼他也許給出了蟲洞是所有物理過程的基本特徵的堅實實驗證據。這意味著，正是把我們的宇宙與無窮多個宇宙連接起來的蟲洞，阻止了宇宙瘋狂的暴漲或者坍縮。蟲洞是是我們宇宙保持相對穩定的重要特徵。
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