Zamanda yolculuk

Zamanda yolculuk; zaman içinde belirli noktalar arasındaki hareket, bir nesne ya da bir kişi tarafından uzayda farklı noktalar arasındaki harekete benzer şekilde, tipik olarak bir zaman makinesi veya bir solucan deliği olarak bilinen varsayımsal bir aygıtın kullanılması ile hareket kavramıdır. Zaman yolculuğu, felsefe ve kurguda yaygın olarak kabul gören bir kavramdır.

Teori

Bazı teoriler, özellikle de "özel ve genel görelilik", uygun uzay zamanı geometrilerinin ya da uzayda belirli hareket biçimlerinin, bu geometriler ve hareketler mümkünse, geçmişe ya da geleceğe seyahat etmeye izin vereceğini ileri sürmektedir. Fizikçiler teknik makalelerde genellikle zamanda “hareket etme” ya da “seyahat etme” (“hareket” normalde zaman koordinatı değiştikçe uzamsal konumda meydana gelen değişiklik demektir.) klişelerinden kaçınmaktadırlar ve onun yerine cisimlerin kendi geçmişlerine dönmelerini sağlayarak, uzay zamanındaki kapalı çevrimleri şekillendiren hayat çizgileri olan kapalı zaman eğrisi ihtimalini tartışmaktadırlar. Kapalı zaman eğrilerini içeren (Gödel uzay zamanı gibi) uzay zamanlarını tanımlayan genel görelilik denklemi için çözümlerin olduğu bilinmektedir. Ancak bu çözümlerin fiziksel olarak makullüğü kesin değildir.

Görelilik, eğer bir kişi Dünya’dan bağıl hızda uzaklaşıp geri dönüyorsa, seyahat eden bu kişi için Dünya’da daha fazla zamanın geçmiş olduğunu öngörmektedir. Bu yüzden, bu açıdan bakıldığında göreliliğin “geleceğe yolculuğa” izin verdiği kabul edilmektedir (göreliliğe göre, ayrılma ve geri dönüş arasında gerçekte ne kadar zaman geçtiği sorusuna verilecek tek bir objektif yanıt yoktur ancak, hem Dünya’nın hem de yolcunun tecrübe ettiği tam zamanın ne kadar olduğuna dair objektif bir yanıt vardır, yani her birisi ne kadar yaşlandı; ikiz paradoksuna bakınız). Öte yandan bilim toplumunda bulunan birçok kişi geçmişe zaman yolculuğunun oldukça olasılık dışı olduğuna inanmaktadır. Zamanda yolculuğa izin veren herhangi bir teori olası nedensellik problemleri öne sürmektedir. “Büyükbaba paradoksu” klasik bir nedensellik problemidir. A kişisi zamanda geçmişe gittiğini ve A’nın büyükannesi A’nın babasına hamile kalmadan bu kişinin büyükbabasını öldürdüğünü varsayarsak ne olur? Ancak bazı bilim adamları, Novikov’un kendi içinde tutarlılık ilkesine ya da paralel evrenlerin dallara ayrılmasına başvurularak paradokslardan kaçınılabileceğine inanmaktadır (aşağıdaki 'Paradokslar' kısmına bakınız).

Zamanda turizm

Stephen Hawking, gelecekte turistlerin olmayışının zamanda seyahatin varlığına karşı olan bir tartışma olduğunu ileri sürmüştür –Fermi paradoksunun başka bir şeklidir. Tabii ki bu, zamanda yolculuğun fiziksel olarak imkânsız olduğunu kanıtlamaz. Çünkü zamanda yolculuk fiziksel olarak mümkün olabilir ama hiçbir zaman uygulanacak hale gelmedi (ya da dikkatli bir şekilde hiç kullanılmadı). Zamanda yolculuk gelişmiş olsa bile, Hawking başka bir yerde zaman yolculuğunun yalnızca doğru bir yola saptırılan bir uzay zamanı bölgesinde gerçekleşebileceğini ve eğer geleceğe kadar böyle bir bölge yaratamazsak da zaman yolcularının o tarihten önce geçmişe seyahat edemeyeceklerini belirtmektedir. Dolayısıyla “ Bu resim bize neden gelecekten turistlerin akınına uğramadığımızı açıklamaktadır.” Bu durum basit bir şekilde, gerçekten bir zaman makinesinin icat edildiği zamana ulaşana kadar, zaman yolcularını göremeyeceğimiz anlamına gelmektedir. Carl Sagan da zaman yolcularının burada olabileceği ancak varlıklarını gizledikleri ihtimalini ya da zaman yolcuları olarak fark edilemediklerini iddia etmiştir. Bu durum uzay-zaman sürekliliğinde kasıtlı olmayan değişimler getirmenin bu yolcular için istenmeyen sonuçlar doğurabilmesi yüzündendir. Ayrıca var olan geçmiş olayları da değiştirebilir.

Genel görelilik

Yarı klasik yerçekiminden çıkan tartışmalar, kuantum etkilerinin genel görelilikle birleştiği zaman bu boşlukların kapanabileceğini öne sürmesine rağmen, genel görelilik teorisi bazı olağanüstü durumlarda zamanda geçmişe yolculuğun mümkünlüğü için bilimsel bir dayanak oluşturmaktadır. Bu yarı klasik tartışmalar, Hawking’i doğanın temel yasalarının zamanda yolculuğu engellediğini söyleyen Kronoloji Koruma Varsayımı’nı formüle etmeye yönlendirdi. Ancak fizikçiler, kuantum mekaniğini genel görelilikle tamamen birleştiren bir kuantum çekim teorisi olmadan konu hakkında kesin bir yargıya varamamaktadırlar.

Fizikte geçmişe yolculuk

Zamanda geçmişe yolculuk teorik olarak aşağıdaki metotları kullanarak yapılır:

Işık hızından daha hızlı seyahat
Kozmik şeritlerin ve kara deliklerin kullanımı
Solucan delikleri ve Alcubierre sürücüsü

Işıktan daha hızlı (FTL) seyahat vasıtasıyla

Eğer bir kişi bir bilgiyi ya da cismi, Işıktan daha hızlı bir şekilde bir noktadan diğerine taşıyabilirse o zaman görelilik teorisine göre, işaretin ya da cismin zamanda geriye hareket ettiği bir eylemsiz referans çerçevesi meydana gelir. Bu örnek, bazı durumlarda farklı referans çerçevelerinin farklı yerlerdeki iki olayın “aynı anda” gerçekleşip gerçekleşmediği konusunda ve bu iki olayın sırası (teknik olarak bu anlaşmazlıklar, olaylar arasındaki uzay zaman aralığının ‘uzayımsı’ olduğu, yani her iki olayın da diğerinin gelecek ışık konisi üzerinde durmadığı zaman meydana gelmektedir). Eğer iki olaydan birincisi bir yerden diğerine sinyal göndermeyi, ikinci olay da aynı sinyalin başka bir yerden alınmasını temsil ediyorsa, o zaman bu sinyal ışık hızında ya da daha yavaş hareket ettiği sürece, eş anlılık matematiği bütün referans çerçevelerinin gönderim olayının alış olayından önce gerçekleştiği konusunda hemfikir olduğunu kesinleştirmektedir. Ancak ışıktan daha hızlı olan varsayımsal bir sinyal durumunda her zaman, sinyalin zamanda geriye hareket ettiği söylenebilsin diye gönderilmeden alındığı bazı çerçeveler vardır. İki temel özel görelilik varsayımından biri, fizik kanunlarının her eylemsiz referans çerçevesinde aynı şekilde çalışması gerektiğini söylediği için, o zaman sinyallerin herhangi bir çerçevede zamanla geçmişe yolculuk yapması mümkünse, bu durum bütün çerçevelerde mümkün olmak zorundadır. Eğer A gözlemcisi B gözlemcisine, A çerçevesinde FTL (ışıktan daha hızlı)olan ancak B çerçevesinde zamanda geriye giden bir sinyal gönderirse ve B gözlemcisi de B çerçevesinde FTL (ışıktan daha hızlı)olan ancak A çerçevesinde zamanda geriye giden bir cevap gönderirse, buradan A’nın orijinal sinyali göndermeden cevabı aldığı anlamı çıkmaktadır ki bu her çerçevede nedenselliğin bariz bir ihlalidir. Uzay zamanı diyagramını kullanarak böyle bir durumun gösterimi burada bulunabilir. Bu durum bazen takyonik anti telefon olarak isimlendirilmektedir. Özel göreliliğe göre, ışıktan daha yavaş olan bir cismi ışık hızına ulaştırmak sonsuz miktarda enerji gerektirmektedir. Görelilik, her zaman ışıktan daha hızlı hareket eden takyonların teorik olasılığını yasaklamamasına rağmen, kuantum alan teorisi kullanılarak analiz edildiğinde, ışık hızından daha hızlı bir şekilde bilgi iletmek için takyonları kullanmak aslında mümkün görünmemektedir. Ayrıca takyonların varlığı hakkında üzerinde çoğunlukla anlaşılan kanıtlar yoktur. Işıktan hızlı nötrino anomalisi nötrinoların muhtemelen takyon olduğunu iddia etmişti ancak daha ileri bir analizden sonra deney sonuçlarının geçersiz olduğu bulundu. Başka bir deneyci grubu, bir teorinin varsaydığı radyasyon eksikliğinin, nötrinoların aslında ışıktan daha hızlı hareket edemeyeceğini gösterdiğini belirtmiştir. OPERA ekip lideri Dario Autiero ve CERN araştırma direktörü Sergio Bertolucci diğer açıklamaların radyasyon yoluyla nötrino enerji kaybının eksikliği için mümkün olduğunu vurgulamışlardır.

Genel görelilik teorisi, kütle enerjisi ve momentum akışının neden olduğu uzay zamanın bükülmesi açısından yerçekimini kapsaması için özel teoriyi genişletmiştir. Genel görelilik evreni bir alan denklemleri sistemi altında tanımlamaktadır. “Kapalı zaman eğrilerine” izin veren bu denklemlerin çözümleri bulunmaktadır ve dolayısıyla da geçmişe seyahat vardır. Bu çözümlerin ilki Kurt Gödel tarafından önerilmiştir ve Gödel metriği olarak bilinmektedir. Ancak Gödel’in (ve diğerlerinin) örneği, evrenin sahip olmadığı fiziksel özellikleri olmasını gerektirmektedir. Genel göreliliğin bütün realistik durumlar için kapalı zaman eğrilerini yasaklayıp yasaklamadığı bilinmemektedir.

Solucan deliklerinin kullanımı

Aykırı solucan deliği olarak da bilinen uzay zaman bükülmesi olmaksızın bir solucan deliğinden geçmek imkânsız olmasına rağmen, solucan delikleri, Einstein'ın genel görelilik alan denklemlerince de uygun görülen varsayımsal uzay zaman bükülmesidir.

Aykırı solucan deliğini kullanan bir zaman makinesi (varsayımsal olarak) şu şekilde çalışmaktadır: solucan deliğinin bir ucu, belki ileri bir itici güç sistemiyle, ışık hızının önemli bir kısmına kadar hızlandırılır ve daha sonra eski konumuna tekrar getirilir. Başka bir yol da solucan deliğinin bir girişini alıp diğer girişinden daha fazla kütleçekime sahip olan cismin çekim alanı içerisine hareket ettirmek ve daha sonra diğer girişe yakın bir pozisyona getirmektir. Zaman genişlemesi, dışarıdan da gözlenebileceği gibi, bu iki yöntem için de, sabit uçtan daha az zaman geçmesi için hareket ettirilen solucan deliğinin sonuna neden olur. Ancak solucan deliğinin her iki ucundaki eşzamanlı saatler (iki uç nasıl hareket ederse etsin), solucan deliğinden geçen bir gözlemcinin gördüğü gibi her zaman eşzamanlı şekilde kalsın diye zaman, solucan deliğinin içerisinde dışarısından farklı olarak bağlanır. Bu, hızlanmış uca giren gözlemcinin, sabit uç, hızlanmış ucun girişten önceki andaki zamanıyla aynı olduğunda sabit uçtan çıkacağı anlamına gelmektedir. Örneğin, eğer gözlemci solucan deliğine girmeden önce hızlandırılmış uçtaki saatin 2007yi, sabit uçtaki saatin 2012yi gösterdiğini bildirirse, o zaman sabit uçtaki tarih 2007yi gösterdiğinde zamanda geçmişe yapılan ve dışarıdaki gözlemcilerin de gördüğü bu yolculukta gözlemci sabit uçtan çıkar. Böyle bir zaman makinesinin önemli bir sorunu, makinenin, zamanda sadece ortaya ilk çıkışı kadar geçmişe gitmesinin mümkün oluşudur. Esas itibarıyla, zaman makinesi zamanda kendi kendine hareket eden bir alet olmaktan ziyade zamandan geçen bir yoldur ve teknolojinin kendisinin zamanda geriye götürülmesine izin vermeyecektir. Bu durum Hawking’in gözlemine yeni bir alternatif sağlayabilir: zaman makinesi bir gün yapılacak ancak henüz yapılmadı, bu yüzden de gelecekteki turistler zamanda bu kadar geçmişe ulaşamayacaklar. Solucan deliklerinin doğasıyla ilgili günümüz teorilerine göre, aykırı bir solucan deliğinin yapımı negatif enerjili bir maddenin (sıklıkla “egzotik madde” olarak bilinir) varlığını gerektirmektedir. Daha teknik bir şekilde anlatacak olursak, solucan deliği uzay zamanı zayıf, güçlü ve hâkim enerji durumlarıyla, sıfır enerji durumu gibi çeşitli enerji durumlarına uymayan bir enerji dağılımını gerektirmektedir. Fakat kuantum etkilerinin küçük, ölçülebilir sıfır enerji durumu ihlallerine neden olabileceği bilinmektedir ve çoğu fizikçi gerekli negatif enerjinin, kuantum fiziğindeki Casimir etkisiyle aslında mümkün olabileceğine inanmaktadır. İlk hesaplamalar oldukça büyük bir negatif enerjinin gerekli olduğunu öne sürmesine rağmen, daha sonraki hesaplamalar negatif enerji miktarının isteğe bağlı olarak küçük de olabileceğini göstermiştir.

Matt Visser 1992’de böyle indüklenmiş bir saat farkıyla solucan deliğinin iki ağzının, solucan deliğinin ya çöküşüne ya da iki ağzın birbirini itelemesine neden olacak kuantum alanı ve çekim alanı etkileri ortaya çıkmadan bir araya getirilemeyeceğini savunmaktadır. Bu yüzden, nedensellik ihlalinin ortaya çıkmaması için iki ağız yeterince birbirine yaklaşamaz. Ancak 1997'deki bir makalede Visser, bunun nedensellik ihlalinin mümkün olduğuna bir kanıt olmaktan ziyade muhtemelen klasik kuantum çekim teorisindeki bir hata olduğu sonucuna varmasına rağmen, simetrik bir poligonda düzenlenmiş N sayıda solucan deliğinin karmaşık bir "Roman halkası (yüzüğü)" (Adını Tom Roman’dan almıştır) konfigürasyonunun hala zaman makinesi olarak hareket edebileceğini varsaymıştır.

Genel göreliliğe dayanan diğer yaklaşımlar

Bir diğer yaklaşım, 1936da Willem Jacob van Stockum ve 1924te Kornel Lanczos tarafından keşfedilen bir GR çözümü olan genellikle Tipler silindiri olarak bilinen yoğun dönen bir silindiri içermektedir. Ancak 1947'de Frank Tipler’in analizine kadar kapalı zaman eğrilerine izin veren bir şekilde tanınmadı. Eğer bir silindir sonsuz şekilde uzunsa ve kendi uzun ekseninde yeterince hızlı dönüyorsa, o zaman spiral bir yolda silindir etrafında uçan bir uzay gemisi zamanda geriye gidebilir (ya da spiralinin yönüne bağlı olarak geleceğe). Ancak gerekli olan yoğunluk ve hız o kadar büyüktür ki sıradan cisim silindiri oluşturmak için yeterince güçlü değildir. Kozmik bir şeritten benzer bir araç yapılabilir fakat bu araçların hiçbirisinin var olduğu bilinmemektedir ve yeni bir kozmik şerit yaratmak mümkün görünmemektedir. Fizikçi Robert Forward, genel göreliliğin kuantum mekaniğine sade bir uygulanmasının zaman makinesi yapmak için başka bir yol ileri sürdüğünü belirtmektedir. Güçlü bir manyetik alandaki ağır bir atom çekirdeği, yoğunluğu ve “spini (dönüşü)” bir zaman makinesi yapmak için yeterli olan bir silindirin içine uzayacaktır. Ona yansıtılan gama ışınları bilginin (cismin değil) zamanda geçmişe gönderilmesine izin verebilir. Ancak Forward, görelilik ve kuantum mekaniğini birleştiren tek bir teoriye sahip olana kadar, böyle spekülasyonların mantıksız olup olmadığı hakkında hiçbir fikre sahip olmayacağımızı belirtmektedir.

Genel göreliliğe göre zayıf enerji durumunun sağlandığı, yani negatif enerji yoğunluğu olan hiçbir bir cismi (egzotik cisim) bulunmadığı bir bölgede, özel bir zamanda zaman makinesi (yoğun olarak Cauchy Ufku meydana getiren bir zaman makinesi) yapmanın imkânsız olduğunu gösteren teoremi kanıtlayan Stephen Hawking, dönen silindirlere ya da kozmik şeritlere dayalı zamanda yolculuk planlarına karşı daha önemli bir itirazda bulunmuştur. Tipler, eğer spin (dönüş) oranı yeterince hızlı olursa, sonlu silindirin kapalı zaman eğrileri oluşturabileceğini ve matematiksel olarak analizi daha kolay olan sonsuz uzunluktaki silindirler gibi çözümleri ileri sürmesine rağmen, bunu kanıtlayamamıştır. Ancak Hawking, teoreminden dolayı, “Bu, her yerde pozitif enerji yoğunluğu ile yapılamaz! Sonlu bir zaman makinesi yapmak için, negatif enerji gerektiğini kanıtlayabilirim.”demiştir. Bu sonuç, Hawking’in “ nedensellik ihlalleri, bükülme aykırılıkları olmadan uzay zamanın sonlu bir bölgesinde meydana gelmektedir olayını” incelediği kronoloji koruma varsayımı üzerine olan 1992 yılındaki makalesinden gelmektedir ve “yoğun şekilde meydana gelen bir Cauchy ufku olacağını ve genel olarak tamamlanmamış olacak bir ya da daha fazla kapalı sıfır jeodeziler içerdiğini kanıtlamaktadır. Lorentz basıncını ve alanını ölçen geometrik miktarların sürekli olarak bu kapalı sıfır jeodeziler etrafında artmakta olduğu belirtilebilir. Eğer nedensellik ihlali yoğun olmayan (tıkız) bir başlangıç yüzeyinden gelişirse, ortalama zayıf enerji durumu Cauchy ufkunda bozulmalıdır. Ancak bu teorem 1) yoğun şekilde olmayan Cauchy ufukları (Deutsch-Politzer zaman makinesi gibi) olan zaman makineleri vasıtasıyla zamanda yolculuk ihtimalini ve 2) (aykırı solucan delikleri ya da Alcuiberre sürücüsü için gerekli olacak) egzotik cisim barındıran bölgelerde zamanda yolculuk ihtimalini reddetmemektedir. Teorem, genel göreliliğe dayandığı için genel görelilikle yer değiştiren bir gelecek kuantum çekim teorisinin egzotik cisim olmasa bile (böyle bir teorinin zaman yolculuğuna daha fazla kısıtlamalar getirmesi ya da Hawking’in kronoloji koruma varsayımının öne sürdüğü gibi tamamen reddetmesi de mümkün olmasına rağmen) zamanda yolculuğa izin vermesi akla yatkındır.

Yapılan deneyler

Yapılan belirli deneyler, ters nedensellik izlenimi vermektedir ancak yoruma açıktır. Örneğin, Marlan Scully’nin geç seçim ve kuantum silicisi deneyinde, dolaşık foton çiftlerini “uyarıcı foton” ve “salınan foton” olmak üzere ayırmıştır. İki konumun birinden çıkan uyarıcı fotonlarla, daha sonra bu fotonların çift yarık deneyinde olduğu gibi ölçülen pozisyonlarıyla ve salınan fotonun nasıl ölçüldüğüne bağlı olarak deneyci ya uyarıcı fotonun iki konumun hangisinden çıktığını ya da hangisinin bu bilgiyi “sildiğini” öğrenir. Uyarıcı fotonlar, salınan fotonlarla ilgili seçim yapılmadan önce ölçülebilmesine rağmen, bu seçim salınan fotonların ölçümü, ilgili uyarıcı fotonun ölçümüyle bağlantılı hale getirildiğinde girişim örüntüsünün gözlenip gözlenmediğini geçmişe bağlı olarak belirlemekte gibi görünmektedir. Fakat girişim, sadece salınan fotonlar ölçüldükten ve uyarıcı fotonlarla ilişkili hale geldikten sonra ölçülebildiği için, deneycilerin sadece uyarıcı fotonlara bakarak hangi seçimin önceden yapılacağını ve çoğu kuantum mekaniği yorumu altında sonucun nedenselliği ihlal etmeyen bir şekilde açıklanabileceğini söylemekten başka yolları yoktur. Lijun Wang’ın deneyi de, sezyum gazlı ampulden dalga demetlerinin geçişini öyle bir şekilde mümkün kılmıştır ki demetin, girişinden 62 nanosaniye önce çıktığı görüldüğü için nedensellik ihlalini gösterebilir. Ancak bir dalga demeti, iyi tanımlanmış tek bir cisim değil, farklı frekanslardaki dalgaların toplamıdır (Fourier analizine bakınız) ve bu demet ışıktan hızlı hareket edebilir ya da hatta demetin içindeki yalnız dalgaların hiçbirisi zamanda geçmişe gidemese bile bu demet gidebilir. Bu etki, herhangi bir cismi, enerjiyi ya da bilgiyi ışıktan daha hızlı bir şekilde göndermek için kullanılamaz. Dolayısıyla bu deneyin nedenselliği de ihlal etmediği anlaşılmaktadır. Koblenz Üniversitesi’nden fizikçi Günter Nimtz ve Alfons Stahlhofen ışıktan hızlı fotonları ileterek Einstein’ın görelilik teorisini çürüttüklerini iddia etmişler ve kuantum tünelleme olarak bilinen bir olayı kullanarak, mikrodalga fotonlarının, 3 ft’ye(0.91 m) kadar hareket ettirilen prizma çifti arasında “ani bir şekilde” hareket ettiğini gösteren bir deney yapmışlardır. Nimtz, New Scientist dergisine: "Bu durum şimdilik bildiğim tek özel görelilik ihlali.”demiştir. Fakat diğer fizikçiler bu olayın bilginin ışıktan daha hızlı iletilmesine izin vermediğini söylemektedirler. Kanada’daki Toronto Üniversitesi’nde kuantum optiği uzmanı olan Aephraim Steinberg, Chicago’dan New York’a yapılan bir tren yolculuğunun örneğini kullanmaktadır. Ancak trenin merkezi her durakta ileri hareket etsin diye yol boyunca her durakta trenin vagonlarını bırakmaktadır. Böylelikle de trenin merkezindeki hız, herhangi bir vagonun bireysel hızını geçmektedir. Bazı fizikçiler, nedenselliğin ihlalini göstermek için deneyler gerçekleştirmişlerdir fakat şu ana kadar hiçbirisi başarılı olamamıştır. Fizikçi Ronald Mallett tarafından yürütülen "Işıkla Uzay Zaman Bükülmesi (SLT) deneyi, yolu fotonik bir kristalden geçerek bükülmüş bir lazerden oluşan yörüngeden bir nötron geçtiği andaki nedensellik ihlalini gözlemlemeye çalışmıştır. Mallett’in, kapalı zaman eğrilerinin bir halkaya bükülen lazer merkezinde mümkün olacağını iddia eden bazı fiziksel argümanları vardır. Ancak diğer fizikçiler Mallett’in argümanına karşı çıkmaktadırlar (itirazlara bakınız). Shengwang Du, bilimsel bir dergide tek foton başlatıcısını gözlemlediğini, boşlukta bu fotonların c’den hızlı hareket etmediklerini söyleyerek iddia etmiştir. Du’nun deneyi bir boşluktan geçen ışık kadar yavaş ışığı içermektedir. Du, bir tanesi lazerle soğutulmuş rubidyum atomlarının içinden geçen (böylece ışık yavaşlamaktadır), diğeri de bir boşluktan geçen iki tane tek foton üretmiştir. Açık bir şekilde her ikisinde de başlatıcılar, fotonların ana gövdesinden önde yer almışlar ve başlatıcı boşluktaki c’de hareket etmiştir. Du’ya göre bu, c’den daha hızlı bir ışık seyahatinin mümkün olmadığını (dolayısıyla nedenselliğin ihlalini) ima etmektedir. Bazı medya üyeleri bunu, zamanda yolculuğun imkânsız olduğuna dair bir kanıt olarak algılamışlardır.

Fizik dışı deneyler

Zamanda yolculuk teknolojisini icat edebilecek geleceğin insanlarını, geri gelip günümüz insanlarına bunu göstermeye ikna etmeye çalışmak için birtakım deneyler yapılmıştır. Perth's Destination Day (Perth Varış Noktası Günü) (2005) ya da MIT’s Time Traveler Convention (MIT Zaman Yolcusu Toplantısı) gibi olaylar, gelecek zaman yolcularının buluşması için buluşma zamanının ve yerinin reklamını ciddi ölçüde yapmaktadır. 1982’de kendilerini Krononaut olarak tanıtan Baltimore, Maryland’deki bir grup gelecekten gelen yolcuları karşılamak için böyle bir olaya ev sahipliği yapmışlardır. Bütün bu deneyler sadece zamanda yolculuğun var olduğunu gösteren pozitif bir sonuç üretme ihtimaline dayanmaktadır ancak bu zamana dek başarısız olmuşlardır – bu olaylara katılan hiçbir zaman yolcusu bilinmemektedir. Geleceğin insanlarının, zamanda geçmişe yolculuk yaptıkları fakat paralel evrende buluşma zamanına ve yerine geri gittikleri varsayımsal olarak mümkündür. Bir diğer faktör bütün zamanda yolculuk aletlerinin mevcut fizik şartları altında düşünülmesidir (solucan deliklerini kullanarak çalışanlar gibi), zaman makinesinin gerçekten icat edilmesinden öncesine geri gitmek imkânsızdır.

Fizikte geleceğe yolculuk

Sınırlı açıdan da olsa, bir kişinin “geleceğe yolculuk” yapması için çeşitli yollar vardır: bir kişi kendi öznel zamanının küçük bir kısmında, Dünya’daki diğer insanlar için öznel zamanın büyük bir kısmı geçsin diye bazı şeyler hazırlayabilir. Örneğin, bir gözlemci Dünya’dan uzağa bir yolculuk yapabilir ve bağıl hızda geri dönebilir. Gözlemcinin kendi saatine göre yolculuk sadece birkaç yıl sürmüştür ancak Dünya’ya döndüğünde binlerce yılın geçmiş olduğunu görür. Ancak, göreliliğe göre yolculuk sırasında “aslında” ne kadar zaman geçtiği sorusuna verilecek hiçbir objektif yanıt olmadığına dikkat edilmelidir. Referans çerçevesi seçimine bağlı olarak yolculuğun binlerce yıl sürdüğünü söylemek de, sadece birkaç yıl sürdüğünü söylemek de eşit derecede doğru olacaktır. Bu şekildeki bir "geleceğe yolculuğa" aşağıdaki metotlar kullanılarak teorik olarak izin verilmektedir (ve küçük bir zaman ölçeğinde gösterilmiştir):

Özel görelilik teorisi altında hıza bağlı zaman genişlemesi kullanarak, örneğin:
- Neredeyse ışık hızıyla uzak bir yıldıza yolculuk etmek, daha sonra yavaşlamak, geri dönmek ve neredeyse ışık hızında tekrar Dünya’ya dönmek (İkiz paradoksuna bakınız).
Genel görelilik teorisi altında çekimsel zaman genişlemesi kullanarak, örneğin:
- Bir boşluğun içinde bulunmak, yüksek kütleli cisim;
- Kara deliğin olay ufkunun tam dışında bulunmak ya da kütlesi veya yoğunluğu yanındaki çekimsel zaman genişlemesinin Dünya’daki zaman genişlemesi faktöründen daha büyük olmasına neden olan bir cisme yeterince yakın konumda bulunmak

Bunlara ek olarak, “zaman yolculuğunun” bir biçimi olarak adlandırılması gereken metotlar olup olmadığı daha tartışılır olmasına rağmen, görelilik içermeyen metotları kullanarak da Dünya’nın uzak geleceğini görmek mümkün olabilir.

Hibernasyon
Yaşamın geçici durdurulması

Zaman genişlemesi

Zaman genişlemesi, Albert Einstein'ın özel ve genel görelilik teorileri tarafından kabul edilmektedir. Bu teoriler, ilgili gözlemciye göre hızlı hareket eden cisimler ya da çekim kuyusunda daha derinde olan cisimler için zamanın daha yavaş geçtiğini belirtmektedir. Örneğin, gözlemciye bağlı olarak hareket eden bir saat bu gözlemcinin dinlenme çerçevesinde yavaş çalışması için ölçülecektir. Hiçbir zaman ışık hızına yetişememesine rağmen, saat ışık hızına yaklaşır ve böylece hiçbir zaman tamamen durmaz. Birbirine göre eylemsiz şekilde (hızlanmayan) hareket eden iki saat için bu etki karşılıklıdır. Birbirini ölçen iki saat daha yavaş çalışır. Ancak saatlerden birisi hızlanırsa, bir ikizin Dünya’da kaldığı diğerinin de uzayda seyahat edip, dolaşıp (hızlanma vardır) ve geri döndüğü ikiz paradoksunda olduğu gibi, simetri bozulur. Bu durumda ikisi de seyahat eden ikizin daha az yaşlandığı konusunda anlaşmaktadır. Genel görelilik, zaman genişlemesi etkisinin, saatlerden birinin çekim kuyusunda diğerinden daha derin olduğu ve dolayısıyla daha yavaş çalıştığı bir durumda da meydana geldiğini söylemektedir. Bu etki, Küresel Konum Belirleme Sistemi’nin (GPS) uydularındaki saatleri ayarlarken hesaba katılmalıdır ve kara delikten farklı uzaklıklarda bulunan gözlemcilerin yaşlanma oranlarında önemli farklılıklara yol açabilir. Genel görelilik şartları altında, bir kişinin, 5 metre çapında ve Jüpiter yoğunluğunda bir küresel kabukta bulunarak uzak gözlemciden dört kat hızlı zamanda ileri gidebileceği hesaplanmıştır. Böyle birisi için “kişisel” zamanının her bir saniyesi uzak gözlemcilerin dört saniyesine denk gelmektedir. Tabii ki büyük bir gezegenin yoğunluğunu böyle bir yapı içerisine sığdırmak, yakın gelecekteki teknolojik kapasitemizle yapacağımız bir iş gibi görünmemektedir. Özel görelilikteki hıza bağlı zaman genişlemesi ve genel görelilikteki çekimsel zaman genişlemesi denklemlerinin doğruluğunu destekleyen pek çok deneysel kanıt bulunmaktadır. Fakat mevcut teknolojiyle yalnızca insan olan bir yolcunun Dünya’daki eşinden saniyenin oldukça küçük bir kısmıyla (mevcut rekor kozmonot Sergei Avdeyev’in yaklaşık 20 milisaniyelik rekorudur) daha az yaşlanmasını sağlamak mümkündür.

Zaman algısı

Yaşayan organizmalar için zaman algısı, canlının vücut ısısının ve metabolizma hızının azaldığı hibernasyonla hızlandırılabilir. Bunun daha aşırı bir versiyonu, canlının kimyasal işlemlerinin hızının oldukça azaltıldığı geçici olarak yaşamın durdurulmasıdır. Zaman genişlemesi ve geçici olarak yaşamın durdurulması sadece geleceğe “yolculuğa” izin verir, hiçbir zaman geçmişe gidilmez. Böylelikle de nedenselliği ihlal etmemiş olurlar. Bunun zaman yolculuğu olarak adlandırılması gerekip gerekmediği tartışmalı bir konudur. Ancak zaman genişlemesi, “zaman yolculuğu” kavramını anlayabilmemiz için geçici olarak yaşamın durdurulmasından daha uygun olarak görülebilir. Çünkü zaman genişlemesiyle yolcu için, geride kalanlardan aslında daha az zaman geçer. Dolayısıyla da yolcunun geleceğe diğerlerinden daha hızlı ulaştığı söylenebilir. Geçici olarak yaşamın durdurulmasında ise böyle bir durum söz konusu değildir.

Araştırma

Süper kütleli cisimler kullanmaktansa sirkülasyonlu lazerler kullanarak zamanda geleceğe yolculuğun deneysel olarak kanıtlandığı varsayılmaktadır. Eğer kısa ömürlü bir atom altı parçacığın daha uzun süre yaşadığı gözlemlenirse, bu onun hızlandırılmış bir hızda geleceğe seyahat ettiğini göstermektedir.

Temel fizikteki diğer düşünceler

Paradokslar

Novikov’un kendi içinde tutarlılık ilkesi ve Kip S. Thorne’un [referans gereklidir] hesaplamaları, zamanda yolculuk solucan deliklerinden geçen basit kütlelerin hiçbir zaman paradokslara neden olamayacağını göstermektedir –zamanda yolculuk başladığında, paradoksa neden olacak hiçbir başlangıç durumu yoktur. Eğer onun sonuçları genellenirse, garip bir biçimde zamanda yolculuk hikâyelerinde beklenen paradoksların hiçbirisinin gerçekte tam bir fiziksel seviyede formüle edilemeyeceği ileri sürülmektedir. Yani zamanda yolculuk hikâyesinde oluşturabileceğiniz herhangi bir durum, birçok tutarlı durumun kabul edilmesine döner. Ancak bu durumlar inanılmaz derece de garip hallere dönüşebilir [referans gereklidir]. Paralel evrenler, paradokslara bir çıkış yolu sağlayabilir. Everett’in kuantum mekaniğinin çoklu dünyalar yaklaşımı (MWI) bütün muhtemel kuantum olaylarının karşılıklı ayrışık tarihlerde meydana geldiğini ileri sürmektedir. Bu karşılıklı ya da paralel tarihler, herhangi bir etkileşimin bütün olası sonuçlarını simgeleyen ağaç dallarını şekillendirmektedir. Eğer bütün olasılıklar mevcutsa, herhangi bir paradoks, paradoksik olaylar farklı bir evrene götürülerek açıklanabilir. Bu kavram çoğunlukla bilimkurguda kullanılmaktadır ancak David Deutsch gibi bazı fizikçiler zamanda yolculuk mümkünse ve MWI doğruysa, o zaman yolcunun, yolculuğunu başladığından farklı bir tarihte sonlandırması gerektiğini iddia etmiştir. Dr Pieter Kok tarafından Youtube’da açıklanmıştır. Öte yandan Stephen Hawking, MWI doğru olsa bile, yolcular başka bir dünyaya seyahat etmeyip kendi dünyalarında kalsınlar diye her yolcudan bir tek kendi içinde tutarlı tarihi tecrübe etmesini beklememiz gerektiğini savunmuştur. Fizikçi Allen Everettt, Deutsch'un yaklaşımının "kuantum mekaniğinin temel ilkelerinde değişiklik yaptığını, kesinlikle basitçe MWI’yı benimsemekten daha ileriye gittiğini” savunmuştur. Ayrıca Everett, Deutsch'un yaklaşımı doğru olsa bile, birçok parçacıktan oluşmuş herhangi bir makroskopik cismin solucan deliği vasıtasıyla zamanda geriye giderken, farklı dünyalarda ortaya çıkan farklı parçacıklarla ayrılacağını savunmuştur. Daniel Greenberger ve Karl Svozil kuantum teorisinin yolculara paradokssuz bir model verdiğini öne sürmüşlerdir. Kuantum teorisi gözlemi muhtemel durumların tek bir ölçülmüş duruma “çöküşüne” neden olmaktadır. Bu yüzden bugünden gözlemlenmiş geçmiş deterministiktir (sadece bir tek muhtemel durumu vardır) ama geçmişten gözlemlenmiş bugünün birçok muhtemel durumu vardır. Hareketlerimiz, onun tek bir duruma düşmesini sağlayana kadar da öyle kalacaktır. O zaman hareketlerimizin kaçınılmaz olduğu görülecektir.

Kuantum dolanıklığı kullanma

Kuantum ışınlanma, EPR paradoksu ya da kuantum dolanıklığı gibi kuantum mekaniksel olaylar ışıktan hızlı (FTL) iletişim ya da zaman yolculuğuna izin veren bir mekanizma yaratabilir ve aslında Bohm yaklaşımı gibi bazı kuantum mekaniği yaklaşımları parçacıklar arasındaki korelasyonun devam etmesi için parçacıklar arasında anında bilgi alışverişi gerçekleştiğini farz etmektedirler. Bu etki, Einstein tarafından “uzaktan garip hareket” olarak adlandırılmıştır. Yine de nedenselliğin kuantum mekaniğinde korunması, modern kuantum alan teorilerindeki kesin bir sonuçtur ve bu yüzden modern teoriler zamanda yolculuğa ya da FTL iletişime izin vermez. FTL’nin iddia edildiği herhangi belirli bir örnekte, daha ayrıntılı analiz, sinyal almak için klasik iletişim biçimlerinden bazılarının da kullanılması gerektiğini kanıtlamıştır. Hiç iletişimin olmamasını söyleyen teorem de kuantum dolanıklığının klasik sinyallerden daha hızlı bilgi iletmesi için kullanılamayacağını gösteren genel bir kanıt sunmaktadır. Bu kuantum olaylarının görünüşte FTL zaman yolculuğuna izin vermemesi, kuantum ışınlanma deneylerine basında verilen yerde göz ardı edilmektedir [referans gereklidir] .kuantum mekaniği yasalarının nedenselliği korumak için nasıl çalıştığı aktif bir araştırma konusudur.

Felsefi zamanda yolculuk anlayışları

Zamanda yolculuk teorileri, nedensellik ve paradoks sorularıyla dolup taşmaktadır. Modern fizikteki diğer temel kavramlarla karşılaştırıldığında, zaman hala çok iyi bir şekilde anlaşılmamaktadır. Filozoflar, eski Yunan filozoflarının ve daha öncelerinin çağından beri zamanın doğası hakkında teoriler üretmektedir. Zamanın doğasıyla ilgilenen bazı filozof ve fizikçiler de zamanda yolculuk ihtimalini ve mantıksal çıkarımlarını araştırmaktadır. Paradoksların ve olası çözümlerinin ihtimali sık sık düşünülmektedir. Zamanda yolculukla ilgili felsefi düşünceler hakkında daha fazla bilgi için David Lewis’in çalışmasına danışın. Zamanda yolculuk hakkında fizikle ilgili teorilerin daha fazla bilgisi için Kurt Gödel’in ve Lawrence Sklar’ın çalışmasını (özellikle Gödel’in kuramlaştırılmış evrenini) inceleyin.

Bugüncülük ve Ebediyetçilik

Modern fizikteki eş anlılık göreliliği, ebediyetçilik ya da dört boyutçuluk olarak bilinen felsefi görüşü kabul etmektedir (Sider, 2001). Bu görüşe göre fiziki nesneler, ya geçici olarak genişletilmiş uzay zaman solucanıdır ya da uzay zaman solucan evreleridir ve bu görüş zamanda yolculuk ihtimaliyle daha da kabul görecektir (Sider, 2001). Bazen “blok evren teorisi” olarak da bilinen ebediyetçilik, uzay hakkındaki benzer bir varlık bilimine (ontoloji) zaman vermek için, fizikteki bir boyut olarak standart bir modelleme metoduna dayanır (Sider, 2001). Bu da zamanın sadece gelecek olayların “zaten” bulunduğu başka bir boyut olduğu ve objektif bir zaman akışı olmadığı anlamına gelmektedir. Tim Maudlin’in The Metaphysics Within Physics (Fizik içinde metafizik) eserinde bu görüşe itiraz edilmiştir. Bugüncülük, geleceğin, geçmişin ve hiçbir var olmayan nesnenin olmadığını savunan bir felsefe ekolüdür. Bu görüşe göre, seyahat edecek bir geçmiş ya da gelecek olmadığı için zamanda yolculuk imkânsızdır. Ancak bazı 21. yüzyıl bugüncülük savunucuları geçmiş ve gelecek nesneler olmamasına rağmen, yine de geçmiş ve gelecek olaylar hakkında kesin doğrular olabileceğini ve bu yüzden de bugüne geri dönmeye karar veren bir yolcu hakkında gelecek doğrunun, zaman yolcusunun bugündeki gerçek varlığını açıklayabileceğini savunmaktadır.

Büyükbaba paradoksu

Paradoksların, bir kişi zamanda geriye gidebilirse, bu yolcunun bazı şeyleri değiştirip değiştirmeyeceğini ortaya çıkarabilmesi, zamanın felsefi tartışmasında ortaya çıkan bir konudur, bunun en iyi örnekleri büyükbaba paradoksu ve autoinfanticide (kendi bebekliğini öldürme, oto-bebek öldürme) fikridir. Büyükbaba paradoksu varsayımsal bir durumdur. Bu durumda, bir zaman yolcusu geçmişe gider ve büyükbabasını, büyükannesiyle tanışmadan önce öldürmeye çalışır. Eğer büyük babası ölürse, o zaman anne ya da babası hiç doğmamış olacak ve dolayısıyla zaman yolcusunun kendisi de doğmamış olacaktır. Dolayısıyla da zaman yolcusu büyükbabasını öldürmek için hiçbir zaman zamanda geçmişe gidememiş olacaktır. Zaman yolcusunun geçmişe gidip kendisini bebekken öldürmeye çalıştığı oto-bebek öldürme de aynı şekilde işler. Eğer yolcu kendi bebekliğini öldürürse, hiçbir zaman büyüyemeyecek ve bebekkenki halini öldürmek için zamanda geriye gidemeyecektir. Bu tartışma zaman yolculuğu felsefesi için önemlidir. Çünkü filozoflar bu paradoksların zamanda yolculuğu imkânsız hale getirip getirmediğini sorgulamaktadırlar. Bazı filozoflar paradoksları cevaplama biçimi şu şekildedir: Zamanda geçmişe gitmek mümkün olabilir fakat Novikov’un fizikteki kendi içinde tutarlılık ilkesine benzer biçimde, geçmişi herhangi bir şekilde değiştirmek mümkün değildir.

Zıtlıkların uyumu teorisi

David Lewis'in zıtlıkların uyumu analizi ve değişen geçmiş hakkındaki çıkarımları, herhangi bir mantıksal paradoks yaratmadan tek boyutlu bir zaman kavramı içerisinde zamanda yolculuk ihtimalini açıklamaya çalışmaktadır. Lewis’in Tim örneğini düşünün. Tim büyükbabasından nefret etmektedir ve onu öldürmekten başka bir şey istememektedir. Tim’in tek sorunu büyükbabasının yıllar önce ölmüş olmasıdır. Tim büyükbabasını kendisinin öldürmesini o kadar çok istemektedir ki büyükbabasının genç olduğu 1995 yılına gitmek ve onu o zaman öldürmek için bir zaman makinesi yapar. Tim’in büyükbabasının hala yaşadığı bir zamana gidebileceğini varsayalım. Sorulması gereken soru: Tim büyükbabasını öldürebilir mi? Lewis’e göre cevap “yapabilmek” kelimesinin kullanıldığı bağlamda yatmaktadır. Lewis, “yapabilmek” kelimesinin, durumla ilgili olan uygun unsurlara bağlı olarak görülmesi gerektiğini açıklamaktadır. Tim’in bir tüfeği, yıllarca almış olduğu bir tüfek eğitimi olduğunu, açık havada düzgün bir atış yaptığını ve Tim’in tetikteki parmağını engelleyecek hiçbir dış gücün olmadığını düşünelim. Tim büyükbabasını vurabilir mi? Bu unsurları göz önünde bulundurduğumuzda, Tim aslında büyükbabasını öldürebilir. Başka bir deyişle, tüm bu bağlamsal unsurlar Tim’in büyükbabasını öldürmesiyle uyum içindedir. Fakat verilen durumdaki uyum hakkında derinlemesine düşündüğümüzde en kapsayıcı unsurları toplamalıyız. Şimdi Tim’in evreninde büyükbabasının aslında 1955te değil 1993te öldüğünü düşünün. Tim’in durumuyla ilgili bu yeni unsur, Tim’in büyükbabasını öldürmesinin mevcut unsurlarla uyumlu olmadığını açığa çıkarmaktadır. Tim büyükbabasını öldüremez çünkü büyükbabası gençken değil 1993te ölmüştür. Bu yüzden Lewis şu sonuca varır: "Tim öldürmedi fakat öldürebilir çünkü gerekli olan şeylere sahip.” ve "Tim yapmadı ve yapamaz çünkü mantıken geçmişi değiştirmek imkânsızdır” ifadeleri çelişkili değildir. İkisi de ilgili durumlarda doğrudur. Konuyla alakalı farklı durumlarda “yapabilmek” ve “yapamamak” kelimelerinin kullanımı iki anlamlıdır. Peki, Tim amacını gerçekleştirirken ona ne olmalı? Lewis, Tim’in tüfeğinin tutukluluk yapacağına, bir kuşun uçarak Tim’i engelleyeceğine ya da en basitinden Tim’in muz kabuğuna basıp kayacağına inanmaktadır. Başka bir şekilde, Tim’in büyükbabasını öldürmesini engelleyecek bazı mantıksal evren güçleri olacaktır.

Hayal ürünü fikirler

Zamanda yolculuk kuralları

Bilimkurgu filmlerindeki zamanda yolculuk temaları ve medya genel olarak iki genel gruba (efekte bağlı –metotlar oldukça fazla ve çeşitlidir) ayrılabilir. Bu iki grup da, daha fazla alt gruba ayrılabilir. Ancak bu iki kategori için resmi isimler yoktur. Bu yüzden, hangi kategorilerin altında olduklarıyla ilgili notlarda resmi olan isimlerden ziyade kavramlar kullanılacaktır (Not: bu sınıflandırmalar, zamanda yolculuk metoduna hitap etmemektedir. Örneğin, zamanda nasıl seyahat edilir yerine tarihte neler olduğuyla ilgili farklı kurallara dikkat çekilecektir). Bu bölümde kullanıldığı üzere, zaman çizgisi tarihteki bütün fiziki olayları anlatmak için kullanılmaktadır. Böylece olayların değiştirilebildiği zaman yolculuğu hikâyelerinde zaman yolcusu yeni ya da değiştirilmiş zaman çizgisi yaratabilir. “Zaman çizgilerinin” bu kullanımı, zamanda yolculuk kurgularında oldukça yaygındır [79] ve bazı özel olay dizilerini göstermek amacıyla insanlar tarafından yapılan çizelgeden farklıdır (zaman çizgisine bakınız). Bu kavram, Einstein’ın dört boyutlu uzay zamanda kendine özgü bir yol çizen bir nesnenin bütün tarihini anlatan görelilik teorisindeki bir kavram olan hayat çizgisinden de farklıdır.

Kendi içinde tutarlı ve değişmeyen tek bir sabit tarih vardır. Bu versiyonda her şey, kendisiyle çelişmeyen ve kendisi dışında potansiyel olarak var olan herhangi bir şeyle etkileşimde bulunamayan tek bir zaman çizgisinde gerçekleşir.

Tek bir kendi içinde tutarlı zaman çizgisinde birkaç saniyeliğine geçmişe giden bir adam. Bu senaryo özgür iradeyle ilgili sorular uyandırmaktadır. Çünkü yolcu bir kere zaman makinesine girdiğinde kendi ikizi ortaya çıkar çıkmaz, fikrini değiştirmesi için kesinlikle hiçbir yol yoktur.

1. Bu durum basit bir şekilde, Kopenhag Üniversitesi’nde astrofizik profesörü olan Dr. Igor Dmitrievich Novikov’dan adını alan Novikov’un kendi içinde tutarlılık ilkesiyle başarılabilir. Bu ilke, zaman çizgisinin tamamen sabit olduğunu ve yolcu tarafından yapılan herhangi bir şeyin tarihin en başından bir parçası olduğunu ve dolayısıyla yolcunun herhangi bir şekilde “tarihi” değiştirmesinin imkânsız olduğunu belirtmektedir. Fakat yolcunun eylemleri kendi geçmişlerindeki olayların sebebi olabilir ki bu da potansiyel nedensellik döngüsüne ve kader paradoksuna yol açmaktadır; nedensellik döngüsü örnekleri için Robert A. Heinlein'ın "By His Bootstraps (Ayakkabı bağı)" öyküsüne bakın. Bu olay kurguda sıklıkla “sabit zaman döngüleri” olarak adlandırılır [referans gereklidir]. Novikov’un kendi içinde tutarlılık ilkesi, zaman yolcularının bulunduğu herhangi bir bölgenin yerel fizik kurallarının uzay zamandaki başka bir bölgenin yerel fizik kurallarından farklı olamayacağını öngörmektedir.
2. Alternatif olarak yeni fiziksel yasaların, (yukarıda 1.1'de bahsedilen zaman yolcularına uygulanan yasaların başkalarına uygulanan yasalarla aynı olduğu varsayımıyla çelişen) geçmişi değiştirme girişimlerine engel olan zaman yolculuğu üzerinde etkisi vardır. Bu yeni fiziksel yasalar, Michael Moorcock'un The Dancers at the End of Time’ındaki (Zamanın Sonundaki Dansçılar) gibi geçmişi değiştirmek için oraya giden zaman yolcularını geldikleri zamana ya da kriz öncesi Süpermen hikâyelerinde ve Michael Garrett'in Mayıs 1981 Twilight Zone Magazine’deki (Alacakaranlık Kuşağı Dergisi) "Brief Encounter’da (Kısa Karşılaşma)" olduğu gibi yolcuyu geçmişle fiziksel olarak etkileşimde bulunamayan bir cisimsel silüete dönüştürdüğü yere çekerek reddetmek kadar ayrıntısızdır.
Tarih esnektir ve değişime tabidir. (Plastik Zaman)
1. Tarihte kolay değişimler yapılır ve yolcuyu, dünyayı ya da ikisini de etkileyebilir.

Örnekler Doctor Who (Doktor Kim) ve Back to the Future (Geleceğe Dönüş) üçlemesini de içermektedir. Bazı durumlarda, herhangi bir sonuçlanan paradoks yıkıcı olabilir, hatta evrenin varlığını tehdit edebilir. Bazı durumlarda ise yolcu evine geri dönemez. Bunun aşırı bir örneği (Kaotik zaman), tarihin değişimlere karşı çok hassas olması ve çok küçük değişikliklerin bile Ray Bradbury’n "A Sound of Thunder (Dinozorların Kıyameti)" filmindeki gibi büyük etkileri olmasıdır. Doctor Who’da doktor zamanın herhangi bir anda değişebileceğini iddia etmektedir. Dördüncü Doctor hikâyesi Pyramids of Mars’da (Mars’ın Piramitleri) doktorun arkadaşı Sarah Jane Smith, serbest kalmaya çalışan uzaylı Sutekh’e rağmen 1911’den ayrılabileceklerini söylemektedir. Çünkü kendisi 1980’den gelmektedir ve dünyanın 1911’de yok edilmediğini bilmektedir. Doktor onu 1980’e götürür ve Sutekh’i durdurmadıkları için dünyanın yok edildiğini gösterir. Doktor, bir kişinin tarihin seyrini değiştirebileceğini iddia etmektedir. Fakat bu, Sutekh’in geleceği yok etme gücünü almaktadır.

1. Tarih, olayın önemiyle doğrudan ilişkili olunduğunda değişime direnir. Örneğin, küçük, önemsiz olaylar kolayca değiştirilebilirken, büyük olaylar için daha fazla çaba gerekir.

Twilight Zone (Alacakaranlık Kuşağı) "Back There" dizisinde, bir yolcu, başkan Lincoln suikastını engellemeye çalışır fakat başarısız olur. Fakat yaptığı eylemler, onun zamanındaki mevcut durumda üstü kapalı değişimlere neden olur (örneğin, centilmenler kulübünde uşak olan bir adam şimdi zengin bir iş adamı olur).

2002’de tekrar çevrile The Time Machine’de (Zaman Makinesi), Hartdegen’in neden sevgilisi Emma’yı kurtaramadığı bir hayal yoluyla açıklanır. Böyle yapması yapmaya çalıştığı zaman makinesi hiçbir zaman geliştirememesine ve Emma’yı kurtaramamasına neden olur.

The Saga of Darren Shan (Darren Shan Efsanesi) kitap serisinde, geçmişte yaşanan büyük olaylar değiştirilemez fakat olayın ayrıntıları aynı sonucu meydana getirecek şekilde değişebilir. Bu modele göre, eğer bir yolcu zamanda geçmişe gidip Hitler’i öldürürse, başka bir Nazi onun yerini alır ve tarihin büyük bir kısmını değişmemiş şekilde bırakarak Hitler’in yapacaklarının aynısını yapar. Doctor Who The Waters of Mars (Doktor Kim Mars’ın Suları) serisinde, Kaptan Adelaide Brooke'un Mars’ta ölümü, güneş sistemi dışına yapılan insan yolculuğunun en önemli tek hızlandırıcısıdır. İlk başta, Doktor, kaptanın ölümünün “zamanda sabit bir nokta” olduğunu fark eder ve müdahale etmez fakat daha sonra kendisinin son Zaman Kralı olduğunu ve bu yüzden zaman yasalarından sorumlu olduğunu fark ederek bu kuralı inkâr eder ve kaptanla mürettebatı Dünya’ya gönderir. Kaptan Brooke, insan tarihinin değişmesine izin vermek yerine Dünya’da intihar eder ve tarihi, büyük bir kısmı değişmemiş şekilde bırakır. Benzer şekilde, Vincent’te Doctor the Eleventh Doctor’da (On Birinci Doktor) ve Amy Pond tarihi değiştirir. Öyle ki, yine de intihar edecek olmasına rağmen Vincent Van Gogh gelecekte takdir edileceğini bilecektir. Paralel evren hipotezinde zaman yolcusu. Bu senaryonun özgür iradeyi koruma potansiyeli vardır fakat evrenler arasındaki simetriyi bozmaktadır.

Farklı zaman çizgileri. Bu zamanda yolculuk versiyonunda, çok sayıda bir arada olan farklı tarihler vardır. Öyle ki, yolcu zamanda geçmişe gittiğinde, bu kişinin yolculuğu geldiği zaman çizgisindeki olaylardan farklı olabilecek tarihi olayların bulunduğu yeni bir zaman çizgisinde sonlanır. Fakat yolcunun geldiği ilk zaman çizgisi var olmaya devam etmez (bu durum, yolcunun büyükbabası yeni zaman çizgisinde genç yaşta ölse bile, yolcu ilk zaman çizgisinde çocuk sahibi olmaya devam edeceği için büyükbaba paradoksundan kurtulabilineceği anlamına gelmektedir. Bu yüzden zaman yolcusunun varlığını açıklamak için hala bir nedensel açıklama vardır). Aslında zaman yolcusu, geçmişte ortaya çıktığı zamandaki ilk zaman çizgisinden farklı olan yeni bir zaman çizgisi yaratabilir ya da yolcu zaten var olan bir paralel evrene varabilir (ancak paralel evrenin tarihi zaman yolcusunun ortaya çıktığı noktadaki tarihe benzer olmazsa, ikinci versiyonun “zamanda yolculuk” olarak nitelendirilip nitelendirilmeyeceği tartışmalıdır).

James P. Hogan'un The Proteus Operation (Değişen Şey Operasyonu) ünite 20’deki paralel evrende zaman yolculuğunu tamamen açıklamaktadır. Bu ünitede Einstein bütün olası sonuçların zaten var olduğunu ve bütün zaman yolculuklarının tecrübe edeceğiniz mevcut değişim olduğunu açıklamaktadır. Doctor Who, (yukarıya bakınız) The Day of the Daleks (Dalek Baskını) gibi birçok alternatif zaman çizgisi barındırmaktadır. Pyramids of Mars’ta doktor “ zamandaki her noktanın kendi alternatifi olduğunu” iddia etmektedir.

Star Trek’in (Uzay Yolu) "The City on the Edge of Forever (Sonsuzluğun Kenarındaki Şehir)", "Tomorrow Is Yesterday (Yarın Dündür)", "Time and Again (Zaman ve Tekrar)", "Future's End (Geleceğin Sonu)", "Before and After (Önce ve Sonra)", "Endgame (Final) ve en son "Enterprise's Temporal Cold War’da (Girişimcinin Geçici Soğuk Savaşı) olduğu gibi 2.1 mekanizmasını kullanan uzun bir geçmişi olmasına rağmen, "Parallels (Paraleller)" “kuantum gerçeklikleri” olarak adlandırılan verilerin örneklerine sahipti. Onun bu konu hakkındaki tam sözleri “Ancak olabilecek bütün ihtimallerin alternatif kuantum gerçekliklerinde olduğu kuantum fiziğinde bir teori vardır.” Bu söz yazarları kuantum mekaniğindeki çoklu dünyalar yaklaşımı hakkında düşünmeye yönlendirmiştir.

Michael Crichton'un Timeline (Zaman çizgisi) romanı, gerçekte bütün zaman yolculuklarının, zamanın kendi evrenimizdekinden daha yavaş geçtiği zaten var olan bir paralel evrene yapılan yolculuklar olduğu yaklaşımını savunmaktadır. Ancak bu paralel evrenlerdeki eylemler zaten bizim geçmişimizde olan eylemlerdir. Romanda, bu paralel evrenlerde herhangi bir değişimin yapılabilip yapılamayacağı anlaşılmamaktadır. GURPS Infinite Worlds’ün (Sonsuz Dünyalar) Homeline (alternatif bir Dünya) bölgesinde yankılar vardır –paralel evrenler Homeline tarihinin ilk kısmındadır ancak tarihindeki değişiklikler Homeline’ın tarihini etkilemez. Fakat paralel evrenlerin tarihiyle oynamak, eğer imkânsız değilse girişi zorlaştırarak kuantanın değişimine neden olabilir. Bu kategoriye konulabilecek bir hikâye de başka bir boyutta olmayan ancak uzaydaki uzak bir konumda ya da yolcunun geçmişindeki şartları kopyalayan bir gelecek zamandaki, geçmişin uzandığı alternatif versiyondur. Örneğin, Futurama serisinde The Late Philip J. Fry olarak adlandırılan profesör sadece geleceğe gidebilen bir zaman makinesi tasarlar. Geçmişte kapana kısılan profesör ve iki meslektaşı evrenin sonuna gelene kadar geleceğe yolculuk ederler. Evrenin sonunda ise tarihi profesörlerin tarihinin yansıması olan yeni bir evrenin oluşmasını sağlayan yeni bir Big Bang’e (Büyük Patlama) tanık olurlar. Daha sonra yolculuğa ilk başladıklar tarihe gelene kadar geleceğe gitmeye devam ederler. Bu sırada yanlışlıkla bu yeni evrendeki versiyonlarını öldürürler ve onların yerine geçerler. Bu yolculuk aslında tam anlamıyla geçmişe yolculuk olmamasına rağmen, en sondaki sonuç aynıdır. Japon çizgi romanı Dragon Ball Z’deki Trunks karakteri, ölümleri yaklaşan karakterleri uyarmak için geçmişe gider. Bu yolculuk onun zaman çizgisini değiştirmez. Sadece karakterlerin ölmeyeceği yeni bir zaman çizgisi yaratır. Karakterlerden ikisi, canavar Cell’in yaratıldığı laboratuvarı yıkar. Böylece Cell’in androidleri absorbe etmesini durdururlar ve üçüncü bir zaman çizgisi yaratırlar. Daha sonra Trunks’un gelecekte Cell tarafından öldürüleceği ortaya çıkar ve herhangi bir olaydan üç yıl öncesine gidilen yolculuklar da dördüncü bir zaman çizgisi yaratır. Herhangi bir karakter geçmişte ne yaparsa yapsın kendi orijinal zaman çizgileri değişmez. Déjà Vu’de ana karakter, bir suç davasını çözmek için birkaç kez paralel zaman çizgileri arasında yolculuğa çıkar. Zaman çizgileri birbirlerine çok benzemektedir. Ana karakter davayı çözemez ve ilk iki girişiminde durduramaz. Ancak en son zaman çizgisinde bunu gerçekleştirir. Son zaman çizgisine gelen ana kahraman suçu durduruyorken ölür. Dolayısıyla da kendisiyle karşılaşma paradoksundan kurtulur. Russell Blackford Skynet’in Terminator 2: The New John Connor Chronicles’ında (Yeni John Connor Kayıtları) Yer Değiştirme Donanımı yüzünden en az üç zaman çizgisinde direnme ortaya çıkar. Bir zaman çizgisindeki direnç bir zaman çizgisinden diğerine nasıl seyahat edileceğini keşfeder ve Skynet’in bunu öğreneceğinden Terminator çoklu evrenindeki insanlığı yok edeceğinden korkar. Bu yüzden Skynet’i her zaman çizgisinde yok etmek için yola çıkarlar. "Steins; Gate" Japon görsel romanında ana karakter Okabe Rintarou, kendisinin geçmişe mesaj gönderme yeteneği aracılığıyla dünyadaki değişimlere dayanan alternatif zaman çizgisi gibi olan “Hayat çizgileri” arasında yolculuk yapmayı öğrenir. Bu değişimler “Fark Ölçer” olarak bilinen bir aletle hesaplanmaktadır. Bu alet değişimleri, sıfırın altındaki ve 1’in üzerindeki sayı değerleriyle ölçer. Bu ölçüm çizgide, Okabe’yi tarihi oldukça değişmiş bir dünyaya yönlendirecek kadar güçlü olan bir değişimin olduğunu göstermektedir. Marvel Comics’de (Marvel Çizgi romanı), zaman yolculuğunun alternatif zaman çizgileri oluşturduğu iddia edilmektedir. Zaman yolcusu Kang the Conqueror, zaman yolculuğundan dolayı kendisinin alternatif bir versiyonunu yaratır. Bu alternatif zaman çizgilerinde yolculuk etmek mümkün olmasına rağmen, Kang bunu kendisinin diğer alternatif versiyonlarını öldürmek için kullanır.

Sabit zaman çizgileri

1’deki zaman yolculuğu, bir kişinin hem sonuca hem de onun itirazına ulaştığı büyükbaba paradoksu (büyükbaba paradoksunda kişi, zaman yolcusunun büyükbabasını öldürmesi öncülüyle başlar ve yolcunun büyükbabasını öldüremeyeceği sonucuna varır. Çünkü yolcu daha doğmamıştır) gibi paradokslara izin vermez. Buna rağmen diğer paradoksların oluşumuna izin verir. 1.1’de, Novikov’un kendi içinde tutarlılık ilkesi, herhangi bir zamanda yolculuk metodunun varlığının, olayların kendisiyle tutarlı kalmasını sınırlandırdığını ileri sürmektedir. Bu durum, görünüşte aşırı derecede imkânsız olaylar gerekse bile, böyle bir tutarlılığı ihlal edecek herhangi bir girişimin başarısız olmasına neden olacaktır. Örnek: Belli bir anda kendisine sadece küçük bir parça gönderebilen bir aletiniz var diyelim. Saat 10:00:00’da bir parça aldınız. Ondan sonraki 30 saniye boyunca hiçbir şey alamadınız. Saat 10:00:00’a tekrar bir parça gönderirseniz her şey güzel olur. Ancak (hiçbir parçanın alınmadığı) saat 10:00:15'te göndermeye çalışırsanız, vericiniz gizemli bir şekilde başarısız olacaktır. Ya da köpeğiniz sizi 15 saniyeliğine rahatsız edecektir. Ya da vericiniz çalışıyor gibi görünmesine rağmen alıcınız tam 10:00:15'te bozulacaktır… vb. Bu tarz bir evrenin örnekleri Robert Forward'ın Timemaster (Zamanın ustası) romanında, Twilight Zone (Alacakaranlık Kuşağı) serisinin "No Time Like the Past’ında” (Geçmiş Gibi Olmayan Zaman) ve 1980 Jeannot Szwarc filmi Somewhere In Time’da (Zamanın Bir Yerinde, Richard Matheson’un Bid Time Return adlı romanından uyarlanmıştır) bulunmaktadır. 1.2’de, paradoksu önlemek için zamanda yolculuk kısıtlanmaktadır. Bunun nasıl meydana geldiği, geçmişle etkileşimin mümkün olup olmamasına bağlıdır. Eğer geçmişle etkileşim mümkünse ve birisi paradoks yaratmaya çalışıyorsa, birisi isteksiz ya da kontrolsüz bir zaman yolculuğuna çıkar. Connie Willis’in zamanda yolculuk hikâyelerinde, zaman yolcuları, onların istenilen zamana ulaşmalarını engelleyen ya da herhangi bir paradoksu önlemek için yolcuları bulundukları yerden yeteri kadar uzağa götüren bir “kaymayla” karşılaşırlar. Örnek: Hitler’i öldürme amacıyla geçmişe giden bir adam kendisini 1945 yılının Nisan sonlarında bir Montana çiftliğinde bulur. “Zamanın Sonundaki Dansçılar” serisinde Michael Moorcock, Morphail Etkisi dediği bir komplo aleti icat eder. Bu da zaman yolcusunun paradoksa neden olacağı zamandan atılmasına yol açar. Örnek 1: Zamanın Sonu’ndaki dönemden bir adam geçmişe yolculuk eder ve idam edilir. Ölmek yerine (ki bu durum paradoksa neden olur), Zamanın Sonu’na geri dönüş tecrübesi yaşar. Örnek 2: Zaman yolcuları bazen geçmişteki kendi çağlarından Zamanın Sonu’nu ziyaret eder. Kendi dönemlerine geri dönmeyi başarabilenler, muhtemelen yanlışlıkla Zamanın Sonu’nda tekrar ortaya çıkarlar. Yolcuların geçmişlerine yapılan yolculukların zorluğu ve çoğu zaman yolcusunun kendilerini geleceklerin gittikçe derininde tehlikeye atmaları genel sonuçlardır. Eğer geçmişle etkileşim mümkün değilse, o zaman yolcu en basitinden Michael Garrett'in "Brief Encounter’indeki (Kısa Karşılaşma)" James Harrigan gibi geçmişiyle etkileşimde bulunamayan görünmez hayali bir silüet olur.

1’deki evren büyükbaba paradoksunu engellemesine rağmen, kader ve ayakkabı bağı paradoksu (GURPS Sonsuz Dünyaları bunu Free Lunch (Bedava Öğle Yemeği) Paradoksu olarak adlandırmaktadır.) gibi fiziğin diğer açılarındaki paradoksları engellemez.

Kader paradoksu, yolcunun eylemlerinin bir çeşit nedensel döngü yarattığı ve bu döngünün içinde gelecekteki bi A olayının, zaman yolculuğuyla geçmişteki B olayının nedenine yardım etmesi ve B olayının da daha sonra A olayının sebeplerinden birisi olmasıdır. Örneğin, zaman yolcusu Londra’daki Büyük Yangın gibi belirli bir tarihi bir olayı araştırmak için geçmişe gidebilir ve yolcunun geçmişteki eylemleri farkında olmadan bu olayın asıl sebebi olarak sonuçlanabilir. Bu tarz bir nedensel döngü örnekleri, Robert Forward'ın Timemaster (Zamanın ustası) romanında, Twilight Zone (Alacakaranlık Kuşağı) serisinin "No Time Like the Past’ında” (Geçmiş Gibi Olmayan Zaman), "Man who was Killed in Time (Zamanda Öldürülen Adam)" (Weird Science (Tuhaf Bilim) #5), "Why Papa Left Home (Papa Neden Evini Terk etti)" (Weird Science #11) ", Only Time will Tell (Sadece Zaman Söyleyecek)" (Weird Fantasy(Tuhaf Hayal Gücü) #1), "The Connection (Bağlantı)" (Weird Fantasy #9), "Skeleton Key (İskelet Anahtarı)" (Weird Fantasy #16) ve "Counter Clockwise (Saat Yönünün Tersi)" (Weird Fantasy #18) gibi EC çizgi roman hikâyelerinde, 1980 Jeannot Szwarc filmi Somewhere In Time’da (Zamanın Bir Yerinde, Richard Matheson’un Bid Time Return adlı romanından uyarlanmıştır), Michael Moorcock’un Behold the Man (Adama Dikkat Et) adlı romanında ve La Jetée/12 Monkeys’de (Maymun) bulunmaktadır. Nedensel döngülerden 1972’deki Doctor Who’da da bahsedilmiştir. Üç parçalık The Day of the Daleks’de, gelecekten gelen üç tane özgürlük savaşçısı Üçüncü Dünya Savaşı’ndan ve ardından gelen Daleklerin kolay bir şekilde Dünya’yı istila etmesinden sorumlu olduğuna inandıkları bir İngiliz diplomatı öldürmeye çalışırlar. Bu üç savaşçıya gelecekte, içinde yabancı delegelerin bulunduğu diplomatın (Sir Reginald Styles) evindeki patlamanın dünya milletlerinin birbirine saldırmasına neden olacağı öğretilmiştir. Doktor (Jon Pertwee), onların zaman paradoksuyla patlamaya neden olduklarını anlar. Fakat doktor 20. yüzyıla döndükten sonra özgürlük savaşçıları uyarıldığında bu olay engellenir. Daha anlaşılır bir örnek doktorun arkadaşı Ace’nin 1943’te annesini kurtararak yaşamasını sağladığı The Curse of Fenric’te (Fenric’in Laneti), görülmektedir. 2006 yapımı polisiye gerilim Déjà Vu’de nedensel döngüler bulunmaktadır. Ajan Doug Carlin partnerinin hayatını kurtarmak için zamanda geçmişe bir mesaj göndermeye karar verir. Fakat bu en sonunda onun ölümüne neden olacaktır. Ancak filmde daha sonra Carlin olayları değiştirebilmekte ve alternatif bir gerçeklik yaratmaktadır. Bu açık paradoks 3’teki evren çeşidinde görülen çok sayıda önceden görülmeyen zaman yolculuklarıyla açıklanabilir. Video oyunu Escape from Monkey Island’da (Maymun Adasından Kaçış), oyuncunun Guybrush Threepwood’u kontrol ettiği ve Swamp of Time’da (Zaman Bataklığı) Guybrush Threepwood’un gelecekteki hali için bir şeyler aldığı bir seçenek vardır. Daha sonra Guybrush Threepwood’u geleceğin Guybrush’u olur ve kendisine alınan şeyleri aynı sırada geçmişteki haline verir. Bu bir nedensel döngü örneğidir. Çünkü alınan eşyalar tamamen zaman çizgisinden meydana getirilmiştir. Eğer oyuncu her eylemi düzgün şekilde gerçekleştiremezse, bu durum paradoksa neden olacak ve 1,2’deki evren gibi Guybrush’u tekrar bataklığın girişine gönderecektir. Varlıkbilimsel (ontolojik) ya da ayakkabı bağı paradoksunun bir versiyonu. Zaman yolcusunun ortaya çıkışı, birkaç saniye sonraki kayboluşunun bir sonucudur. Bu senaryoda yolcu kapalı bir zaman eğrisinde seyahat etmektedir. Novikov’un kendi içinde tutarlılık ilkesi de ontolojik paradoksun (bilgi ya da ayakkabı bağı (bootstrap) paradoksu olarak da bilinmektedir) bir sonucudur. Bu paradoksa göre, bir nesnenin ya da bilginin varlığı bir zaman döngüsüdür. GURPS Sonsuz Dünyalar, (Eyre olayından) Shakespeare’in eserleriyle dolu bir kitapla Shakespeare dönemine giden bir zaman yolcusunun örneğini vermektedir. Shakespeare, dönemi için, gelecekten gelen kitaptaki bilgilerin basitçe kopyasını yayınlamıştır. Buradaki paradoks kimsenin aslında oyun yazmamasıdır. Filozof Kelley L. Ross, "Time Travel Paradoxes’da (Zamanda Yolculuk Paradoksları)" fiziksel bir nesnenin bulunduğu ontolojik bir paradoks senaryosunda termodinamiğin ikinci yasasının ihlali olabileceğini savunmaktadır. Ross, örnek olarak Zamanın Bir Yerinde filmini kullanmaktadır. Filmde Jane Seymour’un oynadığı karakter Christopher Reeve'in oynadığı karaktere yıllardır sahip olduğu bir saati verir ve adam zamanda geçmişe seyahat ettiğinde 60 yıl geçmişte aynı saati tekrar kadına verir. Ross’un da belirttiği gibi; "Saat imkânsız bir nesnedir. Termodinamiğin İkinci Yasası’nı, Entropi Yasası’nı ihlal etmektedir. Eğer zamanda yolculuk saati mümkün hale getirirse, zamanda yolculuğun kendisi imkânsız olur. Bunun yerine saat 19. ve 20. yüzyıldaki haline tamamen benzer olmalıdır. Çünkü Reeve saati kendisiyle ani bir şekilde gelecekten geçmişe götürmüş ve Seymour’a vermiştir. Ancak saat kendisiyle aynı olamaz. Çünkü onca yılı Seymour’la beraber geçirmiş ve daha sonra Reeve onu normal bir şekilde takmıştır. Saatin entropisi artacaktır. Reeve’in tekrar getirdiği saat Seymour’un sahip olduğu saatten daha çok takılacaktır.” Öte yandan, modern fizik termodinamiğin ikinci yasasını kesin olarak değil istatistiksel olarak anlar. Bu yüzden, entropideki kendiliğinden zıtlıklar ya da entropideki artışta başarısız olma imkânsız değil sadece olası olmayandır (dalgalanma teoremine bakınız). Buna ek olarak termodinamiğin ikinci yasası, entropinin, dış dünyayla olan etkileşimden izole edilmiş sitemlerde artması gerektiğini belirtmektedir. Bundan dolayı Igor Novikov (Novikov’un kendi içinde tutarlılık ilkesinin yaratıcısı) hayat çizgilerinin kapalı döngüleri oluşturduğu saat gibi makroskopik nesnelerin durumunda, dış dünyanın, nesnenin kendi tarihi boyunca kazandığı entropiyi/giyimi onarmak için enerji sarf edeceğini, bu yüzden de döngüyü kapattığında kendi orijinal durumuna geri döneceğini savunmaktadır.

Değişken zaman çizgileri

2’deki evrende zaman yolculuğu yapmak daha karışıktır. Geçmişteki değişikliklerin nasıl açıklanacağı en büyük problemdir. Geçmiş değiştiğinde, bütün gözlemcilerin anılarının da değişmesi geçmişteki değişiklikleri açıklamanın bir yoludur. Bu, hiçbir gözlemcinin hiçbir zaman geçmişin değişimini gözlemleyemeyeceği anlamına gelir (çünkü değişen geçmişi hatırlamayacaklar). Bu durum sizin 1. Tür evrende mi yoksa 2.’deki evrende mi olduğunuzu söylemenizi zorlaştıracaktır. Fakat a) geçmişle iletişimin mümkün olup olmadığını ya da b) diğer insanların kendi zaman çizgilerini oldukça sık değiştirdiklerine dair kanıt olmasına rağmen, birisinin yaptığını hatırladığı eylemlerin sonucu olarak zaman çizgisinin hiçbir zaman değişmemiş olduğunu bilerek böyle bir bilginin çıkarımında bulunabiliriz. Böyle bir evren çeşidinin örneği James P. Hogan’ın Thrice Upon a Time (Zamanda Üç Kez) adlı romanında görülmektedir. The Back to the Future (Geleceğe Dönüş) üçlemesi de tek bir değişken zaman çizgisini konu etmektedir (film dünyasında zaman yolculuğunun işlenişini yazarların nasıl hayal ettikleri hakkındaki ayrıntılar için "Back to the Future FAQ’e (Geleceğe Dönüş Sıkça Sorulan Sorular) ” bakın). Bunun aksine William Tenn’in kısa hikâyesi "Brooklyn Project (Brooklyn Projesi)", zaman çizgisinin sürekli olarak değiştiğini kimsenin fark etmediği 2’deki dünyada yaşamın nasıl olduğunu göstermektedir. 2.1’de, zaman çizgisini değiştirmek için girişimlerde bulunulmaktadır ancak ilk denemede gerçekleşen bütün başarılar, kesin olayların olduğu metodun değişmesidir. Daha geniş çerçevedeki son sonuçlar başka bir sonuca götürülemez. Örneğin Déjà Vu filmi, terörist saldırısını önlemek için önemli bir bilgiyle geçmişe gönderilen bir notu anlatmaktadır. Ancak bu önemli not, terörist saldırısını önlemekle değil, bir ATF ajanının öldürülmesiyle sonuçlanmaktadır. Aynı ajan, farklı koşullar altında da olsa, zaman çizgisinin önceki versiyonun da ölmüştür. Sonuç olarak zaman çizgisi geçmişe bir insan göndererek (notu geçmişe göndermekten tartışılır şekilde “daha güçlü” bir önlemdir ki hem bir cinayeti hem de terörist saldırısını önlemiştir) değiştirilmiştir. Geleceğe Dönüş üçlemesinde olduğu gibi, geçmişteki değişiklikler geleceğe nakledilince de bir dalgalanma etkisi görülmektedir ve bugünün insanları, zaman çizgisinde yapılan değişimlerden sonraki olayların anılarını değiştirmiştir. Bilimkurgu yazarı Larry Niven, "The Theory and Practice of Time Travel (Zaman Yolculuğu Teorisi ve Uygulaması)" makalesinde 2.1’deki bir evrende, evrenin bir değişimi “düzeltmesi” için en etkili yolun hiçbir zaman keşfedilemeyecek zaman yolculuğu için olduğunu ve 2.2.’deki evrende sonsuz geleceğin çok sayıdaki (ya da sonsuz) zaman yolcusunun zaman çizgisinin, zamanda yolculuğun hiçbir zaman keşfedilmediği bir tarihe ulaşana kadar çılgınca değişmesine neden olacağını söylemektedir. Ancak diğer birçok “sabit” durum zamanda yolculuğun olduğu fakat hiçbir paradoksun meydana gelmediği bir anda ortaya çıkabilir. Eğer değişebilir zaman çizgisi evreni kendisini böyle bir durumda bulursa, daha fazla değişim olmaz ve bu evrende yaşayanlara 1.1’deki senaryoyla aynı durum ortaya çıkacak gibi gelmektedir [referans gereklidir]. Buna bazen “Zaman Dilüsyonu (Seyreltme) Etkisi” denmektedir. Çok az fizikçi ve filozof çoklu evren durumu dışında, “değişen” geçmiş ihtimalini ciddiye almaktadır ve aslında çoğu bu düşüncenin mantıken tutarsız olduğunu savunmaktadır. Dolayısıyla değişken zaman çizgisi fikri nadiren bilimkurgu dışında düşünülür [73]. Ayrıca evrenin 2.1’deki mi yoksa 2.2’deki evren mi olduğuna karar vermek objektif bir şekilde yapılamaz. Çünkü zaman çizgisi istilasının ölçümlerini güçlü” ya da “zayıf” şeklinde sınıflandırmak rastlantısaldır ve şu yoruma göre: Bir gözlemci, “zayıf” olan bir ölçümü kabul etmeyebilir ve bağlam eksikliğinde bunun yerine etkili bir değişime neden olmayan ufak bir kazanın olduğunu savunur. Yukarıda tanımlanan şeyin örneği Déjà Vu filminde geçmişe gönderilen not olabilir. Bu not “çok zayıf” bir değişim miydi yoksa geniş zaman çizgisi üzerinde hiçbir büyük etkisi olmayan bir yerel zaman değişimi miydi? Déjà Vu’deki evren, tamamen paradokslardan etkilenmeyen bir evren dolmadığı için (bazı küçük paradokslar vardır), iki versiyon da eşit şekilde mümkün görünmektedir.

Değişken tarihler

3'te paradoksa neden olmuş gibi görünen herhangi bir olay aslında yeni bir zaman çizgisi oluşturur. Eski zaman çizgisi, geri dönmemek üzere gönderilen zaman yolcusu ya da bilgi basitçe ortadan kaybolarak değişmemiş şekilde kalır. Ancak bu açıklamadaki sıkıntı kütle-enerji korunumunun ilk ve son zaman çizgisi için ihlal edilmesidir. Bu durum için var olan muhtemel çözüm, kütle-enerjisinin yolculuk sırasında geçmiş ve gelecek arasındaki tam dengeye karşılık gelmesini gerektiren zaman yolculuğu mekaniğine sahip olmak ya da en basitinden korunum yasasının kapsamını bütün zaman çizgilerini kapsayacak şekilde genişletmektir [referans gereklidir]. Bu tarz bir zaman yolculuğu, David Gerrold'un The Man Who Folded Himself (Kendini Katlayan Adam) ve Stephen Baxter’in The Time Ships (Zamanın Gemileri) adlı kitaplarında, TV showları Stargate, Star Trek: The Next Generation [referans gereklidir] ve Dragon Ball Z [referans gereklidir] ve oyun serisi The Legend of Zelda’da bulunabilir. Bu eserlerde zamanın ve değişen gerçekliklerin yoğun bir etkisi vardır ve tek bir senaryonun farklı sonuçlarına dayanmaktadır. Küçük bir farkla korunmanın görüldüğü Robert Heinlein'ın The Door Into Summer’ı birisinin hem geleceğe hem de geçmişe eşit bir kütle gönderdiğini ancak her kütlenin hangi “yöne” gideceğini seçemeyeceğinizi gerektirmektedir. J. K. Rowling’in Harry Potter ve Azkaban Tutsağı’nda, Harry Potter’ın “O zamanlarda, Profesör Dumbledore’un bizden değiştirmemizi istediği bir şeyler olmalı.”demesi üzerine o ve arkadaşı Hermione Granger zamanda geçmişe giderler. Kitap değişmeyen zaman çizgisini değil sadece değişen zaman çizgisini (iki kez) konu etmektedir.

Aşamalı ve anında zaman yolculuğu

Literatürde zamanda yolculuğun iki metodu vardır: Primer (Kapsül) filminde aşamalı zaman yolculuğu vardır. Zaman makinesi kırmızı olduğunda, içindeki her şey zamanda normal şekilde hareket etmektedir, ancak geçmişe doğru. Giriş/çıkış sırasında ileri ve zaman yolcusunun zıt yönde hareket eden versiyonu arasında birleşme/ayrılma olmak zorundadır. Bilimkurguda en çok kullanılan zamanda yolculuk metodu, CD oynatıcı üzerindeki önceki ya da sonraki şarkıya geçişi sağlayan tuşların kullanımı gibi, bir noktadan diğerine yapılan ani harekettir. Ancak çoğu durumda bir çeşit makine vardır ve bunu yapmak için enerji harcanır (Geleceğe Dönüş’teki zaman yolculuğu yapan DeLorean (araba) ya da Doctor Who’da zamanda yolculuk eden TARDIS (Time and Relative Dimension in Space, Uzaydaki Zaman ve Göreceli Boyut) gibi). Bazı durumlarda, böyle bir zaman yolculuğunun bilimsel açıklamasının başlangıcı bile yoktur. Muhtemelen zamanda yolculuğu daha basit yaptığı ve dikkat çekici olduğu için popülerdir. Click (Kumanda) filminde Adam Sandler tarafından kullanılan "Universal Remote (Evrensel Uzak Kumanda)" da aynı şekilde çalışmaktadır. Ancak sadece geleceğe doğru gitmektedir. Oynadığı karakter Michael Newman bir önceki noktaya yolculuk edebiliyorken, bu sadece etkileşimde bulunamadığı bir playbacktir. H. G. Wells, The Time Machine’de zamanda sabit bir hızda hareket ettiğimizi açıklamaktadır. Wells’in tanımladığı zaman yolculuğu, “kişinin zaman boyutundaki ilerleyişini durdurma ya da hızlandırma, ya da neredeyse geri dönme ve başka yöne hareket etmektir”. Wells’in klasiğine dayanan 1960 adaptasyonunun yönetmeni George Pal buna uygun olarak zamanda yolculuğu hızlandırılmış fotoğrafçılık kullanarak tanımlamayı seçmiştir. Yukarıda verilen CD oynatma örneği daha ayrıntılı olarak ele alınırsa, bu durum tıpkı analog teyp kasetsini geriye sarma ya da istenilen noktada çalmasını sağlama gibidir. Belki de bu tarz bir zaman yolculuğunun en eski örneği Lewis Carroll'un Through the Looking-Glass’ıdır (Aynanın İçinden) (1871): Beyaz Kraliçe geçmişi yaşamaktadır. Bu yüzden de hafızası iki yönde de çalışmaktadır. Onun yaptığı zamanda yolculuk kontrolsüz bir zaman yolculuğudur: Zamanda sabit 1 hızında hareket etmektedir ve bunu değiştiremez. T. H. White, Arthur devri dönemi romanı The Once and Future King’in ilk kısmında, The Sword in the Stone’da (Taştaki Kılıç) (1938) aynı mantığı kullanmıştır: büyücü Merlyn geçmişte yaşamaktadır. Çünkü “zamanın yanlış ucunda” doğmuş ve geçmişte yaşamak zorunda kalmıştır. Merlyn, “Bazı insanlar bunu ikinci görüşe sahip olmak olarak adlandırıyor.”demektedir. Aşamalı zamanda yolculuk metodu, Primer filminde görülen bir tarz olmasına rağmen modern bilimkurguda o kadar popüler değildir.

Zamanda yolculuk ya da uzay zaman yolculuğu

Bilimkurguda bazen zaman makinesine yapılan bir itiraz, zaman makinesinin ayrıldığı ve geri döndüğü zamanlar arasında Dünya’nın hareketlerini görmezden gelmesidir. Bir yolcunun kendisini 1865’e gönderen bir zaman makinesine girebileceği ve Dünya’nın aynı noktasına tekrar çıkacağı fikrinin, Dünya’nın galaksi içinde Güneş’in etrafındaki dönüşünü dikkate almadığı söylenebilir. Öyle ki bu argümanın savunucuları “realistik bir biçimde” zaman makinesinin Dünya’nın o zamandaki konumundan uzakta, uzayda ortaya çıkması gerektiğini hayal etmektedir. Ancak görelilik teorisi kesin zaman ve uzay fikrini reddetmektedir. Görelilikte, farklı zamanlarda olan olaylar arasındaki uzaysal uzaklıkla ilgili evrensel bir gerçek olmayabilir (Dünya’da bugün olan olay ve 1865'te olan bir olay gibi) [85] ve bu yüzden uzaydaki bir zamandaki konumun Dünya’daki başka bir zamanla “aynı konumda” olması hakkında objektif bir gerçeklik yoktur. Yerçekiminin önemsiz olduğu durumlarla ilgilenen özel görelilik teorisinde, fizik yasaları eylemsiz referans çerçevesindekiyle aynı şekilde işler ve bu yüzden hiçbir çerçevenin perspektifi fiziksel olarak diğer çerçeveninkinden daha iyi değildir ve farklı çerçeveler, farklı zamanlarda meydana gelen iki olayın “aynı noktada” ya da “farklı noktalarda” olup olmadığı hakkında aynı fikirde değildirler. Yerçekiminin etkilerini kapsayan genel görelilik teorisinde ise bütün koordinat sistemleri "difeomorfizim değişmezliği" olarak bilinen özellikten dolayı eşit bir temel üzerindedirler. Yine de bir kişi zamanda yolculuk yaptığında, Dünya’nın bu yolcudan uzaklaştığı fikri, Johnny Alfa’nın bir düşmanı zamanda birkaç saniye ileriye itmek için (bu sırada Dünya’nın hareketleri talihsiz kurbanın uzayda tekrar ortaya çıkmasına neden olmaktadır) “Time Bombs (Zaman Bombaları) kullandığı çizgi roman Strontium Dog gibi birkaç bilimkurgu hikayesinde kullanılmaktadır. Daha önceleri de Clark Ashton Smith bu tarz bir zaman yolculuğunu, ana karakterinin yolculuğu, “Dünya’nın daha önce geçmiş olduğu aynı uzayı fethetmek için ortaya çıkan milyonlarca yıl sonraki gelecekteki bir gezegende” sonlanan "The Letter from Mohaun Los (Mohaun Los’tan Gelen Mektup)" (1932) gibi bazı hikâyelerinde kullanmıştır. Diğer bilimkurgu hikâyeleri bu itirazı tahmin etmeye çalışmışlardır ve Robert Heinlein’in bütün konuyu tek bir cümleyle (Bulunduğun hayat çizgisinde kal) sonuca bağladığı 1957 romanı The Door into Summer’da olduğu gibi mantıklı bir açıklama sunmuşlardır. Heinlein’in 1980 romanı The Number of the Beast’de bir "kontinua (devam) aleti" ana karakterlerin uzay ve zaman koordinatlarını hesaplamasını ve -böyle bir aletin nasıl çalışabildiğini açıklamadan- onları hemen oraya götürmesini sağlamaktadır. Televizyon dizisi Seven Days (Yedi Gün) de bu problemle ilgilenmiştir: bir krononaut ne zaman kendisini “geriye sarsa”, kendisini seçilmiş bir uzaysal konuma getirme amacıyla Dünya yörüngesinin gerisine de itmektedir. Ancak tam olarak belirlediği noktaya nadiren varmaktadır [referans gereklidir]. Piers Anthony'nin Bearing an Hourglass’ında, güçlü Hourglass of the Incarnation of Time (Zamanın Cisimleşmesi), yerkürenin Güneş Sistemi’ndeki, güneş Sistemi’nin galaksideki..vb.. çeşitli hareketlerine göre, cismi doğal olarak uzayda hareket ettirmektedir. Ancak dikkatli bir şekilde bazı hareketleri iptal ederek, gezegenin sınırları içerisinde uzayda da hareket etmektedir. TV dizisi Doctor Who, dizinin ilk bölümlerinde zamanda yolculuğa ek olarak doktorun TARDIS’inin de uzayda hareket edebildiğini göstererek bu konudan kaçınmıştır.