在愛因斯坦的相對論誕生之後，科學家曾經提出過一個令人非常感興趣的疑難問題——雙生子佯謬。這個問題是說有一對雙生子——我們暫且稱呼他們為A和B。他們兩個人出生之後生活的軌跡就截然不同。A一直生活在地球上，而B則在很年輕的時候就乘坐火箭進入太空去做星際旅行了。根據愛因斯坦的相對論，B經過漫長的時光和歲月旅行返回地球之後，一定會出現這樣的情況：由於經曆的時間不同，A與B這一對孿生子在重逢之後，經曆星際旅行的B一定會比A要年輕很多。之所以會出現這樣的情況，是因為B的旅行是一種穿越時空的旅行。
時空旅行是從一個空間通過某種途徑轉移到另一個時間段不同的空間，即我們所說的穿越到過去或者未來。時間旅行是科學界一直在探討和研究的課題，關於時間旅行的可行性，也一直存在著兩種不同的觀點。持有質疑觀念的一派，最著名的就是“外祖父悖論”：假設你通過時間旅行回到了過去，在你的母親出生之前見到了你的外祖父，然後殺掉了他。那麽，既然你的外祖父被你殺掉了，那也就不會有你的母親，你自己也不會存在。既然如此，也就沒有通過時間旅行回到過去的你的存在了。“外祖父悖論”常常被用來論證時間旅行是不可能存在的，但是也有一些科學家持有不同的意見，認為時間旅行是可以實現的，其中就包括英國著名物理學家斯蒂芬·霍金。
霍金認為，“時光旅行在理論上是可行的，人類可以打開回到過去和通向未來的捷徑。”為了實現時間旅行，霍金認為，人類應該首先接受時間作為第四維這一觀念。為了更好地解釋第四維，他舉了一個這樣的例子：人們駕駛一輛汽車在陸地上行駛，汽車向前進和向後退屬於第一維；向左轉彎或者向右轉彎屬於第二維；如果遇到了山坡，向上爬行或者下坡屬於第三維；而剩下的時間，則是第四維。而時間旅行就是依靠第四維的前進或者後退來實現的。