การ์ตูนในความทรงจำของใครหลาย ๆ คน อย่างโดราเอมอน แมวหุ่นยนต์ที่ย้อนเวลามาจากโลกอนาคตด้วยเครื่องไทม์แมชชีน (Time-Machine) หรือภาพยนตร์ฟอร์มยักษ์อย่าง The Avenger : End game ต่างก็พูดถึงการเดินทางข้ามเวลา แต่แท้จริงแล้ว มนุษย์เราสามารถเดินทางข้ามเวลาไปยังอดีตหรืออนาคตได้หรือไม่ คำถามนี้ยังคงเป็นคำถามที่รอคอยคำตอบมานานแสนนาน

เป็นเวลากว่า 300 ปี ก่อนที่ไอน์ไสไตน์จะประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพ ตอนนั้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ยังเชื่อกันว่า เวลาเป็นสิ่งสัมบูรณ์ (มีแก่นสารในตัวของมันเองไม่ต้องเปรียบเทียบกับสิ่งอื่น) แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพบอกกับเราว่า เวลาเป็นสิ่งสัมพัทธ์ (สิ่งที่ไม่มีแก่นสารในตัวเอง แต่ตัวตนของมันจะปรากฏออกมาก็ต่อเมื่อมีการเปรียบเทียบกับสิ่งอื่น) นั่นหมายความว่า เวลาไม่ใช่แกหลังของเหตุการณ์ต่าง ๆ แต่เวลามีความสัมพันธ์เฉพาะกับแต่ละเหตุการณ์ และแต่ละเหตุการณ์จะมีเวลาเป็นของตนเอง

แนวคิดนี้ชี้ให้เห็นว่า โลกไม่ได้มีเพียง 3 มิติ (กว้าง ยาว สูง) แบบเดิม ๆ ดังที่เข้าใจกันมาก่อนหน้านี้ หากแต่ยังมีมิติของเวลาเข้ามาเป็นมิติที่ 4 และถูกเรียกว่า กาล-อวกาศ (Space-Time)

จักรวาลในแนวคิดของไอน์สไตน์นั้น ถือว่าทุกสิ่งอยู่ในกาล-อวกาศเดียวกันโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง ทั้งอดีต ปัจจุบัน และอนาคต ล้วนแล้วแต่เป็นจริงเท่าเทียมกัน ซึ่งเท่ากับว่าเหตุการณ์ในทั้งสามช่วงเวลามีอยู่แล้วมาโดยตลอดในกาล-อวกาศตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งของจักรวาล

เรื่องนี้อธิบายได้โดยการลองจินตนาการถึงแผ่นยางนุ่ม ๆ จากนั้นนำลูกกอล์ฟวางลงไป 2 ตำแหน่ง ถ้าตำแหน่งของลูกกอล์ฟที่ 1 แทนอดีต และตำแหน่งที่ 2 แทนอนาคต ทั้งสองเหตุการณ์นั้นดำรงอยู่พร้อมกัน แต่อยู่คนละตำแหน่ง โดยมีเหตุการณ์แยกออกจากกัน และมีเวลาเป็นของตัวเอง

แล้วเราจะสามารถเดินทางข้ามเวลาจากจุดหนึ่งไปสู่อีกจุดหนึ่งได้หรือไม่?

ทฤษฎีสัมพัทธภาพบอกเราว่า ถ้าหากเราเดินทางเข้าใกล้ความเร็วแสงมากเท่าใด นาฬิกาของเหตุการณ์นั้นจะเดินช้าลงมากเท่านั้น ดังนั้น หากเราเร่งความเร็วจนเข้าใกล้ความเร็วแสงแล้ว เราอาจจะเดินทางไปสู่อนาคตได้ แต่โชคไม่ดีนัก เพราะทฤษฎีสัมพัทธภาพได้จำกัดไว้ว่า ยิ่งเดินทางเข้าใกล้ความเร็วแสงมากเท่าใด ยิ่งต้องใช้พลังงานมหาศาลมากขึ้นเท่านั้น ในขณะที่ขนาดของวัตถุจะยิ่งเล็ลง แต่มวลจะมีขนาดโตขึ้น (ตามสมการ E=mc²)

อย่างไรก็ตาม ลองกลับมาที่แผ่นยางข้างต้น ถ้าเราเราลองพับแผ่นยางให้ทั้งสองจุดนั้นใกล้กันมากขึ้น เราก็อาจจะกระโดดจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งได้โดยไม่ต้องเคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสง ซึ่งในทางทฤษฎีแล้ว นั่นคือ การทำให้เกิดความบิดเบี้ยวของกาล-อวกาศอย่างรุนแรงจนเกิดเป็นอุโมงขึ้นมา และนักวิทยาศาสตร์เรียกอุโมงค์นี้ว่า รูหนอน (Wormhole)

นักวิทยาศาสตร์จาก University of Queensland, Australia ได้ใช้โปรแกรมจำลองแบบในคอมพิวเตอร์ในการแสดงให้เห็นว่า อนุภาคโฟตอน (แสง) สามารถเดินทางข้ามผ่านรูหนอนไปพบกับตัวมันเองในอดีตได้ โดยในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างอนุภาคโฟตอนและรูหนอนขึ้นมา จากนั้นพวกเขาก็ส่งอนุภาคโฟตอนหนึ่งตัวเข้าไปในกาล-อวกาศที่บิดเบี้ยวที่เกิดจากรูหนอน จนเกิดเป็นเส้นโค้งปิดของเวลาเสมือน (Close Timelike Curve : CTC’s) ขึ้นมา และทำให้อนุภาคที่เคลื่อนที่ไปบนเส้นทางที่เป็นลูป (loop) ปิดนี้ กลับมาเจอกับตัวมันในอดีตได้ ซึ่งเป็นการพิสูจน์ว่า แบบจำลองนี้ทำให้การเดินทางข้ามเวลาสามารถเกิดขึ้นได้จริง

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ การยืดให้ปากของรูหนอนเปิดอยู่นานพอที่นักเดินทางจะเดินทางข้ามไปได้นั้น ต้องใช้พลังงานมหาศาลเพื่อต้านทานแรงดึงดูดโน้มถ่วง นอกจากนี้ ผลคำนวณยังทำนายว่า รูหนอนมักยุบตัวถล่มพังทลายได้ง่าย และแม้จะเดินทางข้ามรูหนอนได้จริง ก็ต้องลุ้นกันว่า จะไม่ถูกพลังงานมหาศาลบดขยี้จนแหลกละเอียดไปเสียก่อน

แม้ว่าปัจจุบันการเดินทางข้ามเวลาจะยังไม่สามารถเกิดขึ้นได้จริง แต่จากข้อมูลต่าง ๆ ที่เรามี ก็เป็นเครื่องแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ได้เป็นอย่างดี และเราได้เข้าใกล้ความจริงของจักรวาลมากขึ้นเรื่อย ๆ