时间旅行即达到过去或者未来任意时刻的旅行。

从某种意义上说，我们都是时间旅行者。当我们坐在桌前点鼠标的时候，时间正在流逝。我们目前所做的一切正在迅速地成为过去，这意味着我们正继续在时间里前行着。

关于时间旅行的想法已经存在了几个世纪，直到阿尔伯特·爱因斯坦发表了他的狭义相对论，奠定了时间旅行在理论上的可能性的基础。但目前还没有人成功示范过时间旅行，也同样没有人能够否定它的可能性。

目前的理论显示，时间旅行很可能会通过某种能将人在瞬间从一个时间点传送到另一个时间点的自然现象完成。这些甚至还不能肯定其存在的空间现象包旋转黑洞、虫洞和宇宙弦。

当质量超过太阳4倍以上的恒星走到生命的尽头并燃尽燃料时，就会在自身重量的压力下塌缩，在猛烈的压缩下，黑洞就产生了。它们的引力场非常强，以至连光都不能逃脱出去，任何接触黑洞视界的物体都会被吸进去。另一种理论上可能存在的黑洞叫做克尔黑洞，克尔黑洞是旋转的，它可以作为时间旅行或通往平行宇宙的入口。如果克尔黑洞真的存在，那么我们就有可能进入它们并从“白洞”里穿出，从而完成时间旅行。

想象中的时间空间，时间机器构架图

如果将空间想象为一个被弯折的二维平面，两个物体向时空施加足够的作用力，从而制造出一条连接宇宙中相距很远的两点的通道，虫洞就产生了。如果发现了虫洞，它可能会使我们能够完成到过去和未来的旅行。其工作原理如下：假设虫洞的洞口是可以移动的，同时假设甲乙两人，甲待在地球上，而乙随飞船出发，那么乙以50%光速在太空中飞行了几小时后，就可以将一个虫洞口带入太空，而另一端的虫洞口将和甲留在地球上。在乙飞入太空的过程中，两人一直可以看到对方。几小时后乙返回地球时，对甲来说可能几年已经过去了。现在甲通过被带入太空的虫洞会看到自己早些年的样子，就是乙升空的那一年。这种方法的绝妙之处在于，一旦穿越虫洞，年老的甲可以回到过去，而年轻的乙则会进入未来。

宇宙弦是像丝线一类的东西，并横贯整个宇宙，它对靠近它的物体产生巨大引力，附着在宇宙弦上的物体会以难以置信的速度运动。宇宙弦的引力能够弯曲时空，因此它们可以用于时间旅行。通过将两条宇宙弦相互拉近，或者将一条宇宙弦向一个黑洞拉近，则有可能使时空发生足够的扭曲，从而产生封闭的类似时间的曲线。

但现在对于宇宙弦是否存在及以何种形式存在的问题，仍然是众说纷纭。宇宙弦理论的提出者J. Richard Gott也说，即使仅退回过去一年都需要一段包含半个星系质能的宇宙弦。而且，任何时间机器也不能回到比它产生的时间更早的从前。

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