Cấu trúc không thời gian dùng các đường ngang, dọc để mô tả trục thời gian và không gian. Một hạt photon sẽ thông qua lỗ sâu, di chuyển ngược thời gian và quay trở về cùng một vị trí trong không gian ban đầu.
Nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland dẫn đầu bởi tiến sĩ Martin Ringbauer vừa mô phỏng thành công việc du hành thời gian bằng cách sử dụng các hạt cơ bản của ánh sáng. Theo tiến sĩ Ringbauer, nhóm nghiên cứu đã dùng các photon nhằm mô phỏng quá trình di chuyển vượt thời gian của các hạt lượng tử và khảo sát hành vi của chúng. Thông qua đó, các nhà nghiên cứu đã khám phá thêm nhiều khía cạnh kỳ hết sức bất ngờ trong vật lý hiện đại và cung cấp một cái nhìn sâu sắc về khả năng thực hiện du hành thời gian theo dự đoán của các học thuyết vật lý trước đây.
Theo lập luận của tiến sĩ Ringbauer: "Câu hỏi về du hành thời gian vẫn còn đứng giữa giữa 2 học thuyết vững chắc nhất trong lịch sử vật lý: thuyết tương đối rộng của Einstien và thuyết cơ học lượng tử. Thuyết tương đối mô tả thế giới dưới quy mô vô cùng lớn của các ngôi sao và Thiên Hà, trong khi cơ học lượng tử lại là một minh chứng tuyệt vời dưới góc độ vi mô về hoạt động của các nguyên tử và phân tử."
Học thuyết của Einstein cho thấy hoàn toàn có khả năng đi ngược thời gian bằng cách men theo con đường không-thời gian nhằm quay về thời điểm khởi đầu trong không gian nhưng phải vào trước lúc đóng đường nối - trước đường cong không thời gian. Vào năm 1946, nhà toán học và logic học Kurt Gödel đã đề xuất "định lý bất toàn" và khiến cho nhiều nhà vật lý học cũng như triết học đau đầu khi đặt nó trong mối quan hệ với học thuyết của Einstein.
Cụ thể như "nghịch lý ông bà", nếu một người du hành từ tương lai trở về quá khứ và ngăn cản ông và bà gặp nhau, vậy câu hỏi đặt ra là người du hành thời gian đó có tồn tại hay không? Đây chính là điều khiến cho việc du hành thời gian là việc hoàn toàn phi lý và không thể thực hiện được. Tuy nhiên, một thành viên trong nhóm nghiên cứu tại Đại học Queensland, giáo sư vật lý Tim Ralph đã đưa ra dự đoán hồi năm 1991 rằng việc du hành thời gian trong thế giới lượng tử sẽ có thể tránh được phát sinh ra các nghịch lý.
Giáo sư Ralph tuyên bố rằng không có một bằng chứng nào cho thấy thế giới tự nhiên vận hành khác với thế giới vi mô của hệ thống cơ học lượng tử. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa được kiểm chứng tại những trạng thái siêu hiệu ứng theo tiêu chuẩn của thuyết tương đối rộng, chẳng hạn như ở gần lỗ đen. Theo giáo sư Ralph: "Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp một cái nhìn sâu sắc nhằm trả lời cho câu hỏi ở đâu và làm thế nào mà tự nhiên lại hành xử khác với những gì mà học thuyết của chúng ta dự đoán."
Ví dụ, nghiên cứu đã chỉ ra sự tồn tại của lực hấp dẫn tại thời điểm đóng không thời gian cong. Điều này bao hàm việc củng cố cho nguyên lý bất định của Heisenberg về việc thay đổi cấu trúc của hạt lượng tử và tạo thành một bản sao hoàn hảo khác cũng dưới góc độ lượng tử nhằm thực hiện du hành thời gian. Như hình minh họa đầu bài đã mô tả một cấu trúc không thời gian và một hạt lượng tử có thể quay ngược thời gian sau đó trở về cùng một vị trí trong không gian thông qua lỗ sâu.
Cuối cùng, công trình nghiên cứu của các nhà khoa học tại Đại học Queensland chưa phải là chế tạo cỗ máy thời gian. Nhưng đây là một phương pháp tiếp cận hoàn toàn mới dưới góc độ cơ học lượng tử nhằm tìm kiếm những lập luận củng cố cho tính khả thi của việc du hành thời gian. Dù vậy, nghiên cứu đã tạo nên một cái nhìn toàn cảnh và gợi ra tương lai đầy hứa hẹn về việc du hành thời gian được thực hiện và kiểm soát bởi con người trong tương lai.
