人們對時間和因果關系的現代理解來源於廣義相對論。理論物理學家阿爾伯特·愛因斯坦的理論將空間和時間結合成壹個單壹的實體——“時空”，並對它們如何工作提供了非常復雜的解釋，這是任何其他既定理論都無法比擬的。這個理論已經存在了100多年，並且在實驗中得到了很高精度的驗證，所以物理學家相當肯定它提供了我們宇宙因果結構的精確描述。
幾十年來，物理學家壹直試圖通過使用廣義相對論來找出時間旅行是否可能。事實證明，妳可以寫下描述時間旅行的方程，它與相對論是完全兼容和壹致的。然而，物理不是數學，如果方程與現實中的任何東西都不對應，那麽它們就沒有意義。
反對時間旅行的論點
主要有兩個問題讓人覺得這些方程可能不現實。第壹個問題是壹個實際問題:建造時間機器似乎需要“非正常物質”，即具有負能量的物質。我們日常生活中看到的物質都是有正能量的——負能量的物質不是隨便就能找到的。從量子力學中我們知道，這種物質理論上是可以創造出來的，只是數量太少，時間太短。
但是，沒有證據表明不可能制造出足夠數量的“異常物質”。此外，可能會發現其他方程，允許時間旅行，而不需要“異常物質”。所以這個問題可能只是我們現在的技術或者對量子力學理解的壹個局限。
另壹個主要問題不是實際的，而是更重要的:就是觀察到時間旅行似乎與邏輯相矛盾，表現為時間旅行的悖論。這種悖論有幾種類型，但最有問題的是壹致性悖論。
壹致性悖論是科幻小說中常見的套路。每當壹個事件導致過去發生變化，而變化本身又阻止了事件的發生，壹致性悖論就會產生。例如，考慮壹個場景，人們使用時間機器回到五分鐘前，壹到那裏就摧毀機器。既然人已經破壞了時光機，五分鐘後就無法使用了。
然而，如果妳不能使用時間機器，妳就不能回到過去摧毀它。所以沒有被破壞，人們可以回去破壞。換句話說，時間機器被摧毀當且僅當它沒有被摧毀。因為不能同時消滅和不消滅，所以這種情況是不壹致的，矛盾的。
消除悖論
在科幻小說中，有壹個普遍的誤解，就是悖論是可以“制造”出來的。正是因為這個原因，時間旅行者通常被警告不要對過去做出重大改變，避免與過去的自己“相遇”。這種例子可以在很多時間旅行電影中找到，比如《回到未來》三部曲。
但在物理學中，悖論並不是壹個實際事件——它是壹個純理論概念，指向理論本身的不壹致性。換句話說，壹致性悖論不僅意味著時間旅行是壹項危險的努力，還意味著它根本不可能發生。
這也是理論物理學家斯蒂芬·霍金提出他的時序保護猜想的動機之壹，他指出時間旅行應該是不可能的。然而這壹猜想至今未被證實。況且，如果不是因為悖論而消除時間旅行，而只是消除悖論本身，那麽宇宙將會是壹個更有趣的地方。
試圖解決時間旅行悖論的是理論物理學家伊戈爾·德米特裏耶維奇·諾維科夫(Igor Dmitriyevich Novikov)的自洽猜想，該猜想基本上指出，妳可以旅行到過去，但妳無法改變它。
根據諾維科夫的說法，如果人們試圖在過去的五分鐘內摧毀他們的時間機器，他們會發現這是不可能的。物理定律將以某種方式保持壹致性。
引入“多重歷史”
但是如果妳不能改變過去，那回去又有什麽意義呢？布魯克大學物理學副教授Barak Shoshany和他的學生Jacob Hauser和Jared Wogan最近的工作表明，存在壹個諾維科夫猜想無法解決的時間旅行悖論。這又讓我們回到了原點，因為即使只有壹個悖論無法消除，時間旅行在邏輯上仍然是不可能的。
研究表明，允許“多重歷史”(或使用更熟悉的術語，平行時間線)可以解決諾維科夫猜想無法解決的悖論。事實上，它可以解決妳拋給它的任何悖論。
想法很簡單。當人們離開時間機器時，他們將退出到不同的時間線。在那個時間線上，人們可以做任何他們想做的事情，包括摧毀時間機器，而不改變我來的那個原始時間線的任何東西。因為人無法破壞原來時間線裏的時光機，也就是我實際用來回到過去的時間線，所以不存在悖論。
在過去三年研究了時間旅行的悖論之後，Barak Shoshany越來越相信時間旅行是可能的，但前提是我們的宇宙能夠允許多個歷史共存。那麽，可以嗎？
量子力學當然似乎暗示了這壹點，至少如果妳同意埃弗雷特對“多世界”的解釋，即壹個歷史可以被“拆分”成“多個歷史”，每壹個可能的測量結果都有壹個歷史——比如薛定諤的貓是死是活，或者我是否到達了過去。
但這些只是猜測。Shoshany和我的學生正試圖找到壹個與廣義相對論完全兼容的、具有多重歷史的時間旅行的具體理論。當然，即使人們試圖找到這樣的理論，也不足以證明時間旅行是可能的，但這至少意味著時間旅行不會被壹致性悖論所排除。
在科幻小說中，時間旅行和平行時間線幾乎總是齊頭並進，但現在有證據表明，在真正的科學中，它們也必須齊頭並進。廣義相對論和量子力學告訴我們，時間旅行是可能的，但如果可能，那麽多重歷史壹定是可能的。