Courbe fermée de type tempsDans une variété lorentzienne de la géométrie différentielle, on appelle , courbe de genre temps fermée ou courbe temporelle fermée (closed timelike curve, ou en abrégé CTC, en anglais) la ligne d'univers d'une particule matérielle fermée dans l'espace-temps, c'est-à-dire capable de retourner au même point et à son instant de départ. a évoqué cette possibilité en 1937 et Kurt Gödel en 1949. Si l’existence des CTC était prouvée, cela pourrait au moins impliquer la possibilité théorique de construire une machine à voyager dans le temps, ainsi qu’une reformulation du paradoxe du grand-père.
Conjecture de protection chronologiqueLa conjecture de protection chronologique est une conjecture du physicien Stephen Hawking qui énonce que les lois encore inconnues de la physique pourraient interdire le voyage dans le temps. Même si la relativité générale offre la possibilité de construire des trous de ver permettant de remonter le temps, Stephen Hawking pense qu'une tentative de courbure de l'espace-temps visant à créer un tel passage serait avortée par les fluctuations de champs quantiques.
Paradoxe temporelvignette|Légende expliquant le paradoxe temporel . Un paradoxe temporel est un paradoxe concernant le temps, l'écoulement du temps ou les conséquences fictives d'un voyage dans le temps. Un paradoxe est une proposition qui contient ou semble contenir une contradiction logique, ou un raisonnement qui, bien que sans faille apparente, aboutit à une absurdité, ou encore, une situation qui contredit l'intuition commune. Le principe de causalité en science veut que tout événement soit la conséquence d'une cause.
Tipler cylinderA Tipler cylinder, also called a Tipler time machine, is a hypothetical object theorized to be a potential mode of time travel—although results have shown that a Tipler cylinder could only allow time travel if its length were infinite or with the existence of negative energy. The Tipler cylinder was discovered as a solution to the equations of general relativity by Willem Jacob van Stockum in 1936 and Kornel Lanczos in 1924, but not recognized as allowing closed timelike curves until an analysis by Frank Tipler in 1974.
Voyage dans le tempsLe voyage dans le temps est un des grands thèmes de la science-fiction, au point d’être considéré comme un genre à part entière. L’idée d’aller revivre le passé ou de découvrir à l’avance le futur est un rêve humain causé par le fait que l’être humain avance dans le temps de manière permanente, mais irréversible (et, à l’état de veille, apparemment de façon linéaire). La première mention d’un voyage dans le temps serait le personnage de Merlin l’Enchanteur dans le cycle arthurien des chevaliers de la Table ronde, qui visitait les temps passés.
Quantum mechanics of time travelUntil recently, most studies on time travel are based upon classical general relativity. Coming up with a quantum version of time travel requires physicists to figure out the time evolution equations for density states in the presence of closed timelike curves (CTC). Novikov had conjectured that once quantum mechanics is taken into account, self-consistent solutions always exist for all time machine configurations, and initial conditions. However, it has been noted such solutions are not unique in general, in violation of determinism, unitarity and linearity.