Du hành thời gian là khái niệm về loại chuyển động được cho là (chuyển) một người hoặc cơ thể (vật thể) từ điểm này đến điểm khác của thời gian theo nghĩa tương tự như chuyển động giữa các điểm khác nhau trong không gian, hoạt động này được thực hiện bởi một phát minh lý thuyết được gọi là cỗ máy thời gian.
Có hai loại du hành xuyên thời gian; một là quay về quá khứ, hai là đi tới tương lai.
Quay về quá khứ
Tưởng tượng bạn bị gãy tay do ngã từ trên cao xuống. Sẽ thế nào nếu bạn có thể du hành ngược thời gian và tự nhắc bản thân không trèo cao, bạn sẽ không bao giờ bị ngã gãy tay?
Khi nói về thời gian, chúng ta thường nghĩ nó giống như là một đường thẳng, sự việc nối tiếp nhau xảy ra. Nếu chúng ta có thể quay ngược thời gian và thay đổi điều gì đó đã xảy ra trước đó thì chúng ta sẽ thay đổi thứ tự dòng thời gian đó. Điều này sẽ phá vỡ một quy tắc được gọi là "quan hệ nhân- quả".
Luật "nhân - quả" là quy tắc nguyên nhân có trước, kết quả có sau. Nhân quả cũng là một trong những quy luật không thể phá vỡ của vũ trụ, nó tồn tại từ hàng nghìn năm qua và việc phá vỡ quy luật này sẽ gây ra những hậu quả tồi tệ cho vũ trụ và tất cả con người. Bởi vậy, các chuyên gia cho rằng vì vũ trụ có quy luật này nên việc du hành về quá khứ là điều không thể.
Đi tới tương lai
Không thể quay về quá khứ thì liệu chúng ta có thể đi tới tương lai được không? Trên lý thuyết, chúng ta đang đi về phía trước bởi vì thời gian đang trôi qua. Nhưng điều này xảy ra với tất cả mọi người, vì vậy nó không thực sự được gọi là du hành thời gian.
Lấy ví dụ, hai người có thể cảm nhận thời gian ở những tốc độ khác nhau. Thời gian trôi qua khác với một người đang chạy nhanh so với một người đang đứng yên. Điều này được các nhà khoa học gọi là "giãn nở thời gian". Cách mà các nhà khoa học biết về sự giãn nở thời gian là nhờ vào các thí nghiệm đo lường nó. Nhưng điều này vẫn không thể giúp con người "du hành thời gian".
Con người có thể đi nhanh tới mức nào?
Nếu có thể đi đủ nhanh và đủ lâu, hàng trăm con người đã có thể trôi qua trong hành trình của nhau. Tốc độ đủ nhanh để làm điều này sẽ gần với tốc độ ánh sáng, đó là tốc độ nhanh nhất cho bất cứ thứ gì có thể đi được đến thời điểm hiện tại. Ánh sáng có thể di chuyển với tốc độ khoảng 1 tỷ km mỗi giờ.
Thực tế, thứ nhanh nhất hiện nay do con người tạo ra là tàu thăm dò Mặt trời Parker của NASA, một tàu vũ trụ được gửi đến Mặt trời vào tháng 8/2018. Thế nhưng tốc độ của nó cũng chỉ bằng 0,064% tốc độ ánh sáng. Điều này có nghĩa là nếu muốn đến tương lai, thì con người phải đi một chặng đường rất dài.
Trong khi đó, ánh sáng có tốc độ cố định. Tốc độ này thực sự rất nhanh, nhưng mọi thứ trong vũ trụ ở rất xa nhau nên vẫn cần một thời gian dài để ánh sáng có thể tiếp cận trái đất từ các ngôi sao và hành tinh xa xôi.
Chẳng hạn, ánh sáng chiếu từ Mặt trời, thứ ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy đã thực sự rời khỏi Mặt trời 8 phút 20 giây trước. Thiên hà gần nhất với dải Ngân hà là thiên hà lùn Canis Major, cách chúng ta 25.000 năm ánh sáng. Điều này có nghĩa phải mất 25.000 năm để ánh sáng của nó đến được Trái đất. Hay như nhìn thiên hà Canis Major qua kính viễn vọng, chúng ta thực sự đang nhìn thấy nó ở cách Trái đất hơn 25.000 năm ánh sáng. Bởi vậy, mặc dù chúng ta không thể du hành thời gian, nhưng hàng đêm chúng ta có thể nhìn lên bầu trời và nhìn thấy… quá khứ.
