在很多科幻电影里，时空穿梭不止一次的被放到了荧幕上，从古至今，随着科技的高速发展，人们对宇宙的研究不断深入，形成了一门独立的学问——宇宙学，“宇宙”一词便是起源于中国。，“上下四方曰宇，古往今来曰宙”这从空间和时间两个角度来描述宇宙。可是长期以来几乎所有人，包括牛顿在内的伟人都认为空间和时间是相互隔绝，互不影响的，这种时空观被称为经典时空观，知道1905年爱因斯坦提出狭义相对论，才打破人们这一传统观念，时间和空间是相互依存不可分割的，广义相对论将狭义相对论的结论（两个基本原理——光速不变原理和狭义相对性原理。从惯性参考系推广到了任意参考系）相对论和量子力学共同构成了现代物理学的基本支架。同时相对论也为时空穿越提供了理论上的可能性

在霍金的《时间简史》中给出了三种时间的定义：热力学时间，宇宙学时间，心理学时间

热力学时间：根据热力学第二定律，物质总是由有序变为无序（熵增原理），混乱度增加，这也和宇宙大爆炸模型符合，宇宙由奇点（混乱度为零）到现在的宇宙（熵增），熵增在我们日常生活中无处不在，举个例子，加如你在一片田地里耕作，中途你因有事而荒废了这片田地，那么这片田地自然要发生演替，物种丰富度增加。又田地慢慢演变成丛林，最后成为森林……这就是热力学上的时间，混乱度总是随时间的流逝而增加

心理学时间即是我们大脑所感知到的时间，经过大脑处理带给我们最直接的感受

宇宙学时间指的是从宇宙大爆炸开始宇宙不断膨胀的这段时间

爱因斯坦对“时间延迟”和“尺度缩短”都有相应的公式表述

从上述公式可以看出，速度越快，越接近光速，时间流逝就会变得越慢，当超越光速时，便会发生时光倒流。长度就会越短，质量也会越大，但是由质能方程可得，质量越大，相应的所需的能量越大，当速度达到光速，质量趋于无穷大，所以能量也是无限大，这就是爱因斯坦为什么说光速是速度的极限，现如今即使是最先进的对撞机也只能止步于99％C，那这样的话不就不可能达到光速，也就无法实现时间旅行了么？

虽然理论上物体不可能达到光速，但是霍金却给出了我们其他的方案

方案一：虫洞（爱因斯坦——罗森桥）

在霍金的《时间简史》中，它被描述为连接两个遥远时空的细管，但是至今为止还没有切实证据证明虫洞的存在。有很多人把它称为“数学上的伎俩”，但是霍金相信虫洞是存在的，虫洞是连接黑洞和白洞之间的桥梁，所以虫洞又被称为“灰洞”。假设一个物体被黑洞“吞入”，在抵达黑洞的奇点会先被压缩分解成基本粒子，然后通过虫洞到达白洞再被“吐出”，可以把虫洞理解为任意门，从此端到彼端无需花费时间，而且理论上由此端到彼端只能回到过去，但是由于现在量子力学和相对论的不统一，也使得虫洞的观测尤为困难，一旦人类在宇宙中观测到了虫洞，将是继引力波之后，科学史上的又一重大变革。

方案二：黑洞

在爱因斯坦的理论中，引力越强，时间流逝越慢（时钟变慢效应），黑洞其实不是“洞”，而是一个天体，只不过它是在中子星因自身引力过强坍缩后而演变成的一种引力极强，密度极大的一种天体，就连光都无法逃逸，虽然无法直接被观测到，但科学界们已经从很多宇宙现象中找到了大量黑洞存在的间接证据。基于时钟变慢原理，黑洞的核心是奇点，它是黑洞内部引力最强的地方，如果人类可以抵达那里，那时空穿越便可以实现了，但前提是在此之前你必须先经受强大的引力不让他把你撕碎才可以。

其实不光是电影，很多动漫也都有时空穿梭的桥段，比如《命运石之门》、《未来日记》、《re.从零开始的异世界生活》等，时空穿梭虽然离现在还比较遥远。

霍金说过

时间旅行的可能性仍然未决。但是我不准备为之打赌，我的对手或许具有通晓未来的不公平的优势。