Los expertos de la NASA no consideran que sea posible viajar en el tiempo de la misma manera que se muestra en las películas. Sin embargo, existe la posibilidad de experimentar el paso del tiempo de forma relativa. En condiciones normales en la Tierra, los seres humanos viajan al ritmo de un segundo por segundo, lo que se considera la velocidad estándar.
Sin embargo, es posible observar eventos que ya han ocurrido en el pasado. Esto se logra al observar las imágenes captadas por telescopios espaciales. Estos dispositivos nos permiten ver estrellas y galaxias distantes, así como la luz que emitieron en el pasado. Dado que la luz tarda en llegar hasta el telescopio, lo que captamos en realidad es una imagen de cómo eran esas estrellas o galaxias en el pasado, no en el presente.
De acuerdo con la teoría de la relatividad especial de Einstein, cuando se viaja a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, el tiempo se ralentiza en comparación con el tiempo experimentado en el mundo exterior. Este fenómeno ha sido demostrado mediante experimentos con relojes atómicos, donde se ha observado que el reloj en un avión en movimiento marca más lentamente que el reloj en reposo en la Tierra debido a la velocidad. Si una nave espacial viajara al 90% de la velocidad de la luz, el tiempo transcurriría aproximadamente 2,6 veces más despacio que en la Tierra.
Según Einstein, la gravedad también afecta la percepción del tiempo. La gravedad curva el espacio-tiempo, creando una especie de embudo en el que los objetos en movimiento se ven afectados y deben cambiar su trayectoria en consecuencia. Cuanto más fuerte sea la gravedad en una región del espacio-tiempo, más lento transcurrirá el tiempo. Este efecto se hace más evidente a medida que aumenta la intensidad de la gravedad.
Para viajar hacia un futuro lejano, se requeriría una región de gravedad extremadamente fuerte, como un agujero negro. Si pudiéramos colocarnos en una órbita estacionaria alrededor del agujero negro, estaríamos sometidos a un campo gravitatorio tan poderoso que experimentaríamos una dilatación del tiempo significativa, donde un día en esa órbita podría equivaler a una era geológica en la Tierra.
La teoría de la relatividad general también plantea la posibilidad de atajos en el espacio-tiempo conocidos como agujeros de gusano, que podrían permitir viajar distancias de miles de millones de años luz o incluso a diferentes momentos en el tiempo. Sin embargo, los agujeros de gusano tienden a abrirse y cerrarse de manera impredecible, lo que dificulta su utilización. Aunque en teoría sería posible capturar y expandir un agujero de gusano para que fuera lo suficientemente grande para que un humano pudiera atravesarlo, esto requeriría una enorme cantidad de energía.