Az időutazás az az elképzelés, hogy az ember az adott tér-idő kontinuumot „testestől-lelkestől” tetszőleges irányba el tudja hagyni, és a lineáris térben előre vagy hátra egy másik időpontba (esetleg közben egy másik térbe is) épségben meg tud érkezni. Feltételezhető, hogy ha erre képes, akkor arra is képes, hogy onnan visszatérjen. Az időben visszafelé utazás a tudomány jelenlegi állását tekintve paradoxonokhoz vezet, lásd: időparadoxon.

Használják a kifejezést arra is, hogy a távolabbi jövőbe (tehát csak egy irányba) látszólag rövidebb idő alatt, mintegy konzerválva lehessen eljutni. Erre elméleti lehetőség van a relativitáselmélet alapján, nagy sebességek elérése esetén. Másrészről az élő szervezetek hibernálását is egyfajta időutazásnak tekintik.

Időutazás a kultúrában:

E téma divatos a sci-fi irodalomban és más műfajokban is előfordul, számos történet alapszik ezen az ötleten. Sok történet kiindulópontja az, hogy az idő szerkezetében zavar támad, és így a főhős akaratlanul, vagy kíváncsiságától vezérelve saját világának egy másik idejében találja magát. A tudatos utazás eszköze, az időgép ötlete Herbert George Wells 1895-ben megjelent művében fogalmazódott meg.

• Doctor Who - sorozat (BBC, 1963-1989, 2005-)
• Egy jenki Arthur király udvarában – Mark Twain regénye (1889)
• Az időgép – H.G. Wells műve (1895)
• A Sound of Thunder – Ray Bradbury novellája (1952) + belőle készült film (2005)
• Vissza a jövőbe trilógia (film, 1985-1989-1990)
• Az időgép (film, 1960)
• Az idő urai (rajzfilm, 1982)
• A majmok bolygója (film, 1968)
• Terminátor (film, 1984)
• Star Trek IV – A hazatérés (film, 1986)
• Star Trek: Kapcsolatfelvétel (film, 1996)
• Idővonal – Michael Crichton regénye (1999) + belőle készült film (2003)
• Az időgép (film, 2002)
• Csillagkapu (filmsorozat) 2x21 és 8x19-20

Az időutazás logikája:

Az időutazókról szóló, emberi fantázia táplálta történetek mellett érdemes az időutazás logikáját is megvizsgálni. Ha kérdésünk az, hogy lehetséges-e időutazás, akkor az első logikai lépés, hogy feltesszük: lehetséges. A következő lépés, hogy feltárjuk azokat a következményeket, amelyeket e feltevés elfogadása von maga után. Végül, ha felfedezünk valamilyen ellenmondást a következmények között, elmondhatjuk, hogy bizonyítottuk a feltevés hamisságát.

A következőről van szó. Ahhoz, hogy felmérjük az időutazás következményeit, el kell képzelnünk egy olyan szituációt, ahol egy képzeletbeli időutazónak sikerül a múltba utaznia. (Az időutazás döntő problémái a múltba-utazás kapcsán merülnek fel.) Más szóval, konstruálnunk kell egy gondolatkísérletet, és azt kell megnéznünk, hogy vajon az időutazó nem ütközik-e legyőzhetetlen akadályokba, vagy nem vezet-e cselekvése logikai ellentmondásra. Amennyiben el tudunk gondolni ilyen esetet, abból arra következtethetünk, hogy találtunk egy érvet amellett, hogy időutazás nem lehetséges.

Tehát a gondolatkísérleteknek - a látszat ellenére - nagy logikai jelentőségük van. Nem a végtelenül csapongó fantázia eszközeivel dolgoznak, hanem olyan előfeltevésekkel, amelyeket a világ és az idő természetére vonatkozóan (hallgatólagosan vagy kifejtetten) elfogadunk. Továbbá azt a filozófiai mélységű gondolatot is megukban foglalják, hogy elképzelhetünk olyan - fizikalag lehetségesnek tűnő folyamatokat -, amelyek logikai ellenmondást lepleznek le.

Az időutazás paradoxonjai:

Nagypapa paradoxon

Képzeld el, hogy visszautazol az időben, abból a megfontolásból, hogy végezz saját nagyapáddal, mielőtt apád megfoganna (például azért, mert kiváncsi vagy, hogy sikerülhet-e). Képzeld el továbbá, hogy alaposan kiterveled a gyilkosságot, minden egyes részletet előre megtervezel, a hibázás lehetőségét a minimálisra csökkented. Kérdés: képes lennél megölni őt?

A nemleges válaszhoz logikai úton juthatunk el. Ha ugyanis képes lennél megölni őt, ezzel magát a gyilkosságot hiúsítanád meg, tekintve azt az oksági láncot, amely az apád fogantatásától saját megszületéseden keresztül a gyilkosság eltervezéséig vezet.

Ez az eredmény önmagában még nem cáfolná az időutazás lehetőségét, csak arra világít rá, hogy az időutazó nem követhet el öndestruktív következményekkel járó tetteket. Kérdéses azonban, hogy mi akadályozna meg abban, hogy megöld a célszemélyt. Talán hasmenésed lesz a döntő pillanatban. Vagy csak megsajnálod az öreget. A lényeg az, hogy ha az időutazás lehetőségébe vetett hitet fenn akarjuk tartani, el kell ismernünk, hogy bármely fizikai esemény megakadályozhat és meg kell, hogy akadályozzon a gyilkosságban. Máskülönben megsértenéd a logika törvényeit. Egy másik kérdés az, hogy intuitíve mennyire elfogadható a csodáknak egy ilyen sorozata.

Oksági hurkok

Képzeld el, hogy építesz egy időgépet, visszautazol a múltba és az időgép tervrajzának kéziratát átadod korábbi önmagadnak. Az egyszerűség kedvéért tegyük föl, hogy semmilyen más forrásból nem kaphatod meg ezt az információt, csakis önmagadtól. Miután átadtat a tervrajzot, kilépsz a képből, a korábbi éned pedig a tervrajz alapján felépíti saját időgépét és a megfelelő forgatókönyv szerint cselekszik. Meg kell jegyezni, hogy ebben a folyamatban nincs kezdeti pont, vagyis nincs olyan korábbi én, aki saját kútfőből tervezi meg az időgépet. Kérdés: ki találta fel az időgépet?

Nem mondhatod azt, hogy te találtad fel, mivel mindig csak átadják neked a tervrajzot. A probléma lényege az, hogy a kérdéses információnak nincs oksági eredete. A feltalálás eseménye az az oksági láncszem, amely itt hiányzik.

Szimbólikusan fogalmazva: Ha E az az esemény, hogy felépíted az időgépet, F az az esemény, hogy megérkezel a múltba, G pedig az, hogy átadod a tervrajzot korábbi énednek, akkor az E-F-G hármas egy olyan oksági láncot alkot, amely visszafordul önmagára. Ha az egyes (nézőpontodból éppen cselekvő) éneket meg akarod különböztetni, a körforgást lineárisan is kifejezheted valahogy így: E-F-G-E'-F'-G'-E"-F"-G" stb. Ez azonban a probléma lényegén ne változtat: nem tudsz megjelölni egy olyan kezdőpontot a sorozatban, amely okságilag hatékonyan magyarázná a folyamatot.

Az időutazás megvalósítása:

Irina Arefeva és Igor Volovics orosz tudósok szerint 2008 májusára az általuk megalkotott időgép használatra alkalmas állapotban lesz. Az első működési tesztet a CERN-ben végzik el.