سفر در زمان به ایدهٔ حرکت بین لحظه‌های مختلف در زمان گفته میشود که مشابه حرکت بین مکان‌های مختلف در فضا صورت می‌گیرد، و در آن امکان ارسال اشیاء (و در بعضی حالت‌ها فقط اطلاعات) به زمان گذشته و آینده وجود دارد.
با این که از قرن نوزدهم، سفر در زمان همواره موضوع داستان‌های علمی-تخیلی بسیاری بوده‌است و نیز سفر یک طرفه در فضا با استناد به پدیدهٔ پارادوکس زمانی مبتنی بر سرعت در تئوری نسبیت خاص (که در پارادوکس‌های دوقلو تشریح شده‌است) و نیز پارادوکس زمانی جاذبه‌ای در نسبیت عام، تقریباً امکان‌پذیر است، اما هنوز این که قوانین فیزیک امکان بازگشت به زمان گذشته را می‌دهند یا نه مجهول مانده‌است.این نظریه توسط آلبرت انیشتین مطرح شده بود و گفته بود که اگر جسمی بتواند بیشتر از سرعت نور حرکت کند به سفر در زمان می‌پردازد. تاکنون امکان‌پذیر بودن بازگشت در زمان به دلیل اصل واقعیت هم‌اکنون مردود است. به هر وسیله‌ای — چه تخیلی و چه فرضی — که برای سفر در زمان به کار رود عموماً ماشین زمان گفته میشود.
بر پایه نظریهٔ نسبیت، با افزایش سرعت یک جسم، زمان برای آن جسم کندتر می‌گذرد. اگر با سرعت نزدیک به نور با قطار حرکت کنیم زمان خیلی دیرتر می‌گذرد مثل این است که داریم دور سیاه چالهای بزرگ می‌چرخیم وبا این کار زمان بسیار دیرتر می‌گذرد و اگر باسرعت نزدیک به نور یک هفته حرکت کنیم به ۱۰۰ سال بعد می‌رویم.
هر ماشین متحرکی حتی اتومبیل شخصی شما هم می‌تواند به عنوان یک ماشین زمان عمل کند. هر جسم دارای حرکت، زمان مخصوص به خود را دارا خواهد بود پس وقتی یک جسم بتواند با سرعت بیشتر حرکت کند نحوه گذر زمان نیز برای آن متفاوت از بقیه اجسام خواهد بود. مثلاً ما می‌توانیم با سوار شدن به یک ماهواره و گردش با سرعت بالا دور زمین روزی چند میلیونیوم ثانیه این پدیده را در زندگی مان حس کنیم. زمان در این حالت برای ما کندتر از حالتی که در روی زمین هستیم می‌گذرد. حالا هر چه قدر سرعت بیشتر شود و نزدیک به سرعت نور شویم این پدیده بیشتر قابل دریافت خواهد بود به صورتی که مثلاً اگر با سرعت نزدیک به نور ساعتی حرکت کنیم بعد از س متوجه اختلاف فاحش میان زمان گذشته برای ما (چه از لحاظ فیزیکی و چه از لحاظ فیزیولوژی) خواهیم شد. پس ما با این کار به نوعی زمان را برای خود کندتر کرده و به آینده سفر خواهیم کرد. مثل دنیای کوانتومی.
کرم‌چاله‌ها پدیده‌هایی نظری هستند که بین دو نقطه از فضا و زمان پیوند ایجاد می‌کنند. برخی باور دارند که اگر بتوان کرم‌چاله‌ای یافت و در آن وارد شد و به سوی دیگر آن رفت، قادر خواهیم بود تا به مکان یا زمان دیگری سفر کنیم. کرم‌چاله‌ها تاکنون به صورت تجربی مشاهده نشده‌اند. همچنین بسیار ناپایدارند و تقریباً بلافاصله پس از تشکیل فرومی‌ریزند و از بین می‌روند در نتیجه امکان ورود به آن غیرممکن به نظر می‌رسد (علت آن هم فید بک است).
کورت گودل در ۱۹۴۴ میلادی، توضیحی از جهان یافت که در معادلات میدان اینشتین صدق می‌کند و از نظر تئوریک میتوان در آن به عقب برگشت. گودل گفت جهان را میتوان درحال چرخش به دور خود تصور کرد و برای سفر به گذشته باید جهان را با یک موشک دور زد ، بدین صورت به نقطه آغاز سفر باز میگردید ولی در زمان گذشته. بعنوان مثال : گودل محاسبه کرد که جهانی در ابعاد جهان ما حدودا هر 70 میلیارد سال یکبار به دور خود می چرخد. در این صورت، شعاع حداقل برای سفر در زمان، 16 میلیارد سال نوری خواهد بود. پس میتوان گفت : برای سفر به عقب در زمان باید با سرعتی کمتر از سرعت نور سفر کنید. تمام استدلال‌هایی که برای رد الگوی گودل، چه بر پایه ریاضیات و چه بر پایه فلسفه، بیان شده‌است شکست خورده‌اندش
درباره این سایت