现在没有人能制作在物理学上，时间被认为是除了长、宽、高之外的第四度空间。当你从家里走到零售店时，你在空间的三个维度都作了位移：长度、宽度、高度。其实，你也在第四维度-时间维度-进行了运动。美国纽约城市大学天体物理学家、《空间：我们在宇宙中的家》一书的作者查尔斯说，“时间和空间在时空四维构造中密不可分”。查尔斯进一步解释说，时空可以看作是一块四维的弹性纤维。“当任何有质量的物体-你、我、以至一颗行星或其它星星-落到这块纤维上时，它就会激起一片涟漪。这个涟漪，相当于由带质量的物体引起的时空弯曲”。时空弯曲使物体沿着一条弯曲的路线运动，空间的曲率就是我们所熟知的重力加速度。查尔斯还表示，根据天体物理学理论进行的推测表明，对于空间上的三个维度，人们可以来去自如。但对于时间维度，人们就无法如此自由了。在四维时空中，对于时间维，人们只能向前，不可能向后倒退。另外一个时空旅行爱好者津津乐道的理论是宇宙弦理论。宇宙弦理论说的是，在不断膨胀的宇宙中，有贯穿整个宇宙的能量管。这些细细的管子，是早期宇宙的残留，据说质量非常之大，可以造成周围时空的巨大弯曲。里查德-格特是美国普林斯顿大学的天文物理学家，曾著有《在爱因斯坦的宇宙中作时空旅行》一书。里查德-格特说，“宇宙弦或者是无限长，或者是成环形，它们没有起始点。它们就像意大利面条那样，或者是围成圆形的意大利面条。两种弦理论是互不干涉的。由于它们都能给时空带来巨大弯曲，因此它们在理论上都给时光旅行提供了可能性。这是一个只有超级文明才有可能达到的目标，这远不是目前的我们所能做到的。我们甚至连自己星球上的能源都控制不了。但是，仍有一些科学家认为，回到过去在理论上是可能的，虽然这不大符合实际。里查德-格特同时也认为，人类可以在地球上看到某些短暂的宇宙粒子。对于人类来说，这些粒子的行程大约有数千年，但粒子感觉其穿越太空、到达地球的过程仅仅用了几分钟时间。实际上，这些宇宙粒子已经进入了未来。基于爱因斯坦的理论，可以将空间充分扭曲来制造一个局部的重力场，就如同一个能够以任意大小呈现的炸面包圈一样。重力场绕着这一炸面包圈围成一个圆圈，这样就使得空间和时间都能紧紧地“弯曲”到过去。尽管很难描述这一“炸面包圈”在现实生活中的样子，但数学公式显示，时光机器中每一阶段的时间都将在“炸面包圈”内的某一个空间内产生。理论上说，在时光机器制成后回到过去的任一时间都是可能的。但到目前为止仍然有一个小小的障碍还未得到解决，那就是如何产生重力“炸面包圈”。科学家们进行过大量研究和思考，发现可能需要推动一个高质量物体做高速圆周运动
理学家在分析白洞解的时候，通过一个阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验，发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中，这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥，物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥）被传送到白洞并且被辐射出去。虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。虫洞没有视界，它只有一个和外界的分界面，虫洞通过这个分界面进行超时空连接。虫洞与黑洞、白洞的接口是一个时空管道和两个时空闭合区的连接，在这里时空曲率并不是无限大，因而我们可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力摧毁。理论推出的虫洞还有许多特性，限于篇幅，这里不再赘述。黑洞、白洞、虫洞仍然是目前宇宙学中“时空与引力篇章”的悬而未解之谜。黑洞是否真实存在，科学家们也只是得到了一些间接的旁证。当前的观测及理论也给天文学和物理学提出了许多新问题，例如，一颗能形成黑洞的冷恒星，当它坍缩时，其密度已然会超过原子核、核子、中子…，如果再继续坍缩下去，中子也可能被压碎。那么，黑洞中的物质基元究竟是什么呢？有什么斥力与引力对抗才使黑洞停留在某一阶段而不再继续坍缩呢？如果没有斥力，那么黑洞将无限地坍缩下去，直到体积无穷小，密度无穷大，内部压力也无穷大，而这却是物理学理论所不允许的。总之，目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学家对此做了深入的研究。目前的宇宙中，“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”，在没有物质的空间中，能量也同样存在其内部，这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙，宇宙项是必须的，而且，在基本粒子论里，也认为真空中的能量是自然呈现的。那么，为何目前宇宙的宇宙项变为零呢？柯尔曼说明：在**以前的初期宇宙中，虫洞连接着很多的宇宙，很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果，由一个宇宙可能产生另一个宇宙，而且，宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴，它们可通往一个宇宙的过去及未来，或其他的宇宙。旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。最后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些x射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎可以说是和黑洞同时的。物理学家一直认为，虫洞的引力过大，会毁灭所有进入它的东西，因此不可能用在宇宙旅行之上。但是，假设宇宙中有虫洞这种物质存在，那么就可以有一种说法：如果你于12：00站在虫洞的一端（入口），那你就会于12：00从虫洞的另一端（出口）出来。黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的将强，它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。虫洞(wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。