在爱因斯坦提出广义相对论后的不久，他就在1935年理论上提出了“虫洞”的概念，这是由两个连接的“黑洞”构成的时空结构中的“豁口”，可以视为一条穿越空间和时间的隧道。数学上，这种结构被称为“多连通空间”。不过，理论家们一直未能明确，虫洞是否仅允许光线通过，或者也能让飞船穿越。直到1988年，美国加州理工学院的桑恩和摩立斯才解决这个问题：虫洞的两端都可以进出，并非像黑洞那样是单向的；此外，穿越虫洞的旅行者只会受到一般的拉力，而非像在黑洞中的极端条件。
美国宇航局（NASA）的一个研究项目正在探索虫洞的可行性。科学家们已经证明反物质确实存在于我们的现实世界中，并且提出利用反物质来稳定虫洞，甚至扩张到可使用的大小。虫洞的稳定可能需要利用开斯米效应（Casimir effect）等量子方法。
理论认为，如果能够克服技术难题，时间旅行可能会成为可能。物理学界提出的一种解决方案是“多重宇宙”理论，即存在许多平行的世界。然而，这引发了许多悖论，比如著名的“外祖母悖论”。为了解决这些悖论，物理学家们正在寻找新的理论，例如“镜子理论”，它提出时间旅行者虽然能够回到过去，但只能在一些与历史相似的平行宇宙中行动，而不能直接影响历史事件。
此外，有关百慕大三角的神秘失踪事件和UFO、USO的频繁出现，有观点将其与时间通道的入口联系起来，认为这些现象可能是时间旅行存在的证据。然而，这些说法尚未得到科学实证。
