時間旅行即達到過去或者未來任意時刻的旅行。

從某種意義上說，我們都是時間旅行者。當我們坐在桌前點鼠標的時候，時間正在流逝。我們目前所做的一切正在迅速地成為過去，這意味著我們正繼續在時間里前行著。

關于時間旅行的想法已經存在了幾個世紀，直到阿爾伯特·愛因斯坦發表了他的狹義相對論，奠定了時間旅行在理論上的可能性的基礎。但目前還沒有人成功示范過時間旅行，也同樣沒有人能夠否定它的可能性。

目前的理論顯示，時間旅行很可能會通過某種能將人在瞬間從一個時間點傳送到另一個時間點的自然現象完成。這些甚至還不能肯定其存在的空間現象包旋轉黑洞、蟲洞和宇宙弦。

當質量超過太陽4倍以上的恒星走到生命的盡頭并燃盡燃料時，就會在自身重量的壓力下塌縮，在猛烈的壓縮下，黑洞就產生了。它們的引力場非常強，以至連光都不能逃脫出去，任何接觸黑洞視界的物體都會被吸進去。另一種理論上可能存在的黑洞叫做克爾黑洞，克爾黑洞是旋轉的，它可以作為時間旅行或通往平行宇宙的入口。如果克爾黑洞真的存在，那么我們就有可能進入它們并從“白洞”里穿出，從而完成時間旅行。

想象中的時間空間，時間機器構架圖

如果將空間想象為一個被彎折的二維平面，兩個物體向時空施加足夠的作用力，從而制造出一條連接宇宙中相距很遠的兩點的通道，蟲洞就產生了。如果發現了蟲洞，它可能會使我們能夠完成到過去和未來的旅行。其工作原理如下：假設蟲洞的洞口是可以移動的，同時假設甲乙兩人，甲待在地球上，而乙隨飛船出發，那么乙以50%光速在太空中飛行了幾小時后，就可以將一個蟲洞口帶入太空，而另一端的蟲洞口將和甲留在地球上。在乙飛入太空的過程中，兩人一直可以看到對方。幾小時后乙返回地球時，對甲來說可能幾年已經過去了�，F在甲通過被帶入太空的蟲洞會看到自己早些年的樣子，就是乙升空的那一年。這種方法的絕妙之處在于，一旦穿越蟲洞，年老的甲可以回到過去，而年輕的乙則會進入未來。

宇宙弦是像絲線一類的東西，并橫貫整個宇宙，它對靠近它的物體產生巨大引力，附著在宇宙弦上的物體會以難以置信的速度運動。宇宙弦的引力能夠彎曲時空，因此它們可以用于時間旅行。通過將兩條宇宙弦相互拉近，或者將一條宇宙弦向一個黑洞拉近，則有可能使時空發生足夠的扭曲，從而產生封閉的類似時間的曲線。

但現在對于宇宙弦是否存在及以何種形式存在的問題，仍然是眾說紛紜。宇宙弦理論的提出者J. Richard Gott也說，即使僅退回過去一年都需要一段包含半個星系質能的宇宙弦。而且，任何時間機器也不能回到比它產生的時間更早的從前。

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