如果時間旅行可能，那麼來自未來的遊客在哪裡？
——史蒂芬·霍金
「（時間旅行）有違理性。」菲爾比（Filby）說。
「理由呢？」時間旅行者說。
——H.G.威爾斯
在小說《亞努斯方程》（Jaion）中，作者G.斯普瑞爾（G.Spruill）探索了一個時間旅行引起的令人痛心的問題。在這個故事中，一位以發現時間旅行為目標的傑出數學家遇見了一位不尋常的美麗女子，他們成了情侶，儘管他對她的過去一無所知。他開始對調査她的真實身份興緻勃勃。最終，他發現她曾經接受過整容手術改變自己的容貌，並且曾經做過變性手術。最後，他發現「她」其實是一位來自未來的時間旅行者，「她」其實就是他自己，但來自未來。這意味著他和自己做了愛。令人好奇的是，如果他們生育了一個孩子會怎樣呢？如果這個孩子回到了過去，長大後成了故事開頭的數學家，那麼成為自己的母親和父親和兒子和女兒就是可能的了？
時間是宇宙中最大的謎團之一。我們都被時間的河流推動前行，有違自己的意願。大約在公元前400年，聖奧古斯丁（Saint Augustine）就時間自相矛盾的本質進行了廣泛的寫作：「當過去不再是過去，而未來尚未成為未來，過去和未來怎能成真？至於現在，如果永遠處於現在，而永不向前使之成為過去，那它就不再是時間，而成為永恆。」如果我們將聖奧古斯丁的邏輯推進一步，我們會發現時間不可能是真實的。因為過去已經流逝，未來尚不存在，而現在只能存在片刻。（聖奧古斯丁因此對於時間將如何影響上帝提出了意味深長的神學疑問。「如果上帝是萬能的」，他寫道，「那麼他受到時間流逝的約束嗎？換句話說，上帝會像我們凡人一樣，由於害怕赴約遲到而不得不匆忙趕路嗎？」聖奧古斯丁最後得出結論，上帝是萬能的，因而不可能被時間所支配，並且因此必須是存在於「時間之外」。儘管存在於時間之外的概念似乎很荒謬，但它卻是現代物理學中反覆出現的構想，正如我們將看到的那樣。）
就像聖奧古斯丁那樣，我們都在某個時候對於時間的古怪本質以及它如何區別於空間感到好奇。如果我們可以在空間中前後運動，為什麼在時間中不能呢？我們也都想知道在我們壽命結束後的年月，未來會是什麼面貌。人類的生命有限，但我們對在自己離去後會發生什麼卻又極為好奇。
儘管我們進行時間旅行的渴望或許就如人類歷史一樣古老，但似乎首篇關於時何旅行的故事是在1733年由塞繆爾·麥登（Samuel Madden）所寫的《20世紀大事記》（Memoirs of the Tweh tury），關於一位來自1997年的天使跨越了250年到了過去，目的是將描述未來世界的文件交給一位英國大使。
這樣的故事還有很多。1838年的匿名寫作的短篇小說《誤車：時光倒錯》（Missing One』s Coach : An Ana）內容是關於一個等候馬車的人突然發現自己身處1000年前。他遇見一位來自古老隱修院的僧侶，並且試著向對方解說在之後1000年中歷史將會如何發展，然後，他發現自己如先前一般被不可思議地送回了當前，不同的是他已經錯過了馬車。
連査爾斯·狄更斯（Charles Dis）1843年的小說《聖誕頌歌》（A Christmas Carol）也是某種意義上的時間旅行故事，因為埃比尼澤·斯克魯奇（Ebenezer Scrooge）被帶到了過去和未來，目睹了從前的世界和他死後的世界。
在美國文學中，時間旅行首次出現在馬克·吐溫1889年的小說《亞瑟王朝廷上的康涅狄格美國佬》（A ecticut Yankeein King Arthur』s Court）中。一位19世紀的美國佬被拖回了時間之中，最後出現在公元前528年亞瑟王的朝廷上。他被投入牢獄，即將被綁在火刑柱上燒死，但他隨機宣布他有將太陽抹去的能力，因為他知道就在那一天會發生一次日食。當太陽被遮蔽，暴民們大為驚恐，同意釋放他，並向他承諾好處，作為將太陽歸還的交換。
但是首部嚴肅嘗試時間旅行的小說是H.G.威爾斯的經典之作《時間機器》（The Time Mae），在小說中主人公被送到了幾百年後的未來。在那遙遠的未來，人類本身由於基因分成了兩個種族《險惡的莫洛克斯（Moorlocks），他們維護著沾滿污垢的地下機器；以及百無一用的、孩子氣的艾洛伊（Eloi），他們在地上世界跳舞，永遠都意識不到自己可怕的命運（被莫洛克斯吃掉）。
在此之後，時間旅行已經成為科幻作品的常見特色，從《星艦迷航》到《回到未來》。在《超人I》中，當超人得知路易斯·萊恩（Lois Lane）已經死去後，他不顧一切地決定讓時光倒流，他讓自己繞著地球極速飛行，比光速更快，直到時間本身倒轉。地球減慢速度，停止，最終向著相反的方向自轉，直到地球上所有的鐘都向後倒走。洪水迅速後退，破裂的大堤奇蹟般地自我修復，路易斯·萊恩從死亡的國度回來了。
從科學的角度來看，時間旅行在牛頓的宇宙中是不可能的。在牛頓的宇宙中，時間被視作一支箭，一旦射出就永遠不能向後折回，地球上的一秒鐘在整個宇宙中都是一秒鐘，這一構想被愛因斯坦推翻，他證明時間更像是一條蜿蜒過宇宙的河流，在恆星和星系中蛇形而過時其流速會加快或減慢，因此，地球上的一秒鐘並不是絕對的，當我們在宇宙各處旅行時，時間各不相同。
就像我早先探討的那樣，根據愛因斯坦的狹義相對論，火箭移動越快，它內部的時間流逝越慢。科幻作家們推測，如果能打破光障就能回到過去。但這是不可能的，因為要達到光速必須具有無窮大的質量，光速是所有火箭的終極障礙。《星艦迷航IV:搶救未來》中，「企業號」的船員劫持了一艘克林貢宇宙飛船，並且用它繞著太陽轉圈飛行，就像個彈弓一樣打破了光障，到達了20世紀60年代的舊金山。但這違反了物理定律。
但是，去未來的時間旅行是可能的，並且已經被用實驗證明了數百萬次。《時間機器》的主人公去往遙遠未來的旅程其實在物理學上是可能的。比如說，如果一位宇航員以接近光速的速度移動，假定他會花費1分鐘到達最近的恆星，地球上的時間已經流逝了4年，但是對他而言僅僅過去了1分鐘，因為火箭內部時間會減速流逝。因此，根據地球上已經經歷的，他就已經旅行到了未來的4年之後（我們的宇航員每次進入太空時其實都短暫地進入了未來。當他們在地球上空以每小時18000英里的速度移動時，他們的時鐘比地球上的時鐘走得稍稍慢一點。因此，在國際空間站執行1年的任務之後，他們返回地球時其實進入了不到1秒之後的未來。進入未來的世界紀錄目前由俄羅斯宇航員瑟傑·阿達耶夫［Sergei Avdeyev］保持，他在太空中渡過了748天，並因此到達了0.02秒之後的未來）。
因此，能將我們帶到未來的時間機器符合愛因斯坦的狹義相對論。但是回到過去呢？
如果我們能夠回到過去，歷史就不可能寫就了。一旦歷史學家記錄了過去的歷史，就有人可以回到過去並改寫它。時間機器不但會使歷史學家失業，還能使我們隨心所欲地更改時間的進程。例如，我們回到恐龍的時代，並且偶然地踩到了某個碰巧是我們祖先的哺乳動物，或許我們會意外地消滅整個人類。當來自未來的遊客攪黃歷史事件，並且嘗試尋找最佳拍照角度的時候，歷史將成為一部沒完沒了、顛三倒四的《巨蟒小組》（Monty Python） 劇集。
或許在黑洞和時間機器的密集數學方程方面最為聞名的人是宇宙學家史蒂芬·霍金。不同於其他早早就以數學物理受人注目的學習相對論的學生，霍金年輕時其實不是個優秀的學生。他顯然極為聰明，但他的老師們常常會注意到他沒有將精力集中在學習上，並且從來不發揮他的全部潛力。但是轉折點在1962年到來了，在從牛津畢業後，他開始注意到ALS（肌萎縮側索硬化症，amyotrophic lateral sclerosis，又稱葛雷克氏症）的癥狀。他被自己患有這一運動神經元上的不治之症的消息驚呆了，這病將剝奪他的所有運動功能，並可能很快致他死命。最初這一消息令他極為難過，如果自己無論如何都會很快死去，獲得PHD學位又有何用呢？
但當他熬過了最初的震驚，他有生以來第一次集中了精神。他意識到自己沒有多長時間可以活了，開始猛攻廣義相對論中某些最困難的問題。在20世紀70年代早期，他發表了一系列裡程碑式的論文，證明愛因斯坦理論中的「奇點」（singularity，在這個位置引力場變得無窮大，比如黑洞的中