Voyager dans le temps pour revivre des moments du passé ou, au contraire, découvrir ce que réserve l'avenir est un rêve de beaucoup de personnes, mais relève encore aujourd'hui de la science-fiction. Pourtant, certains scientifiques se prononcent tout de même sur le sujet. Récemment, le chercheur Hongsheng Zhang, physicien à l'université de Jinan, en Chine, a étudié la question dans des travaux publiés fin octobre 2026 et n'a pas exclu la possibilité de voyager dans le temps. Il met toutefois en évidence d'importantes limites et ce, grâce à une démonstration mathématique de seulement trois lignes. 

Son étude s'appuie sur une équation décrivant la propagation de la lumière. Sa principale conclusion est que, dans certaines configurations de l'espace-temps, il serait impossible de voyager vers le passé. En physique, cette possibilité repose sur une courbe temporelle fermée, soit un trajet dans l'espace-temps qui permettrait de retourner à son point de départ. Pour expliquer sa théorie, il faut imaginer que l'espace-temps est fait de couches successives comme des marches d'escalier. Ces couches sont définies par la façon dont la lumière se propage. Tout objet se déplaçant moins vite que la lumière doit traverser ces couches dans le même sens, comme si on ne pouvait pas descendre les marches de l'escalier. Pour le physicien, dans ces conditions, le voyageur ne peut pas effectuer de boucle et donc revenir dans son propre passé.

Son raisonnement repose sur le fait qu'une direction liée à la lumière ne peut pas être perpendiculaire, à 90 degrés, à celle d'un voyageur avançant dans le temps. "La lumière ne peut jamais être dirigée latéralement par rapport à la direction du voyageur temporel", a-t-il expliqué à Euronews. "Imaginez que vous vouliez serrer la main de votre jeune moi. Pour que cela soit possible, il vous faudrait un chemin à travers l'espace-temps qui forme une boucle sur lui-même sans jamais dépasser la vitesse de la lumière", a-t-il expliqué. Cette démonstration permet d'exclure les boucles temporelles dans une vaste famille d'univers théoriques. 

Il reconnait toutefois deux limites à son raisonnement. Une déformation de l'espace-temps peut le rendre suffisamment complexe et empêcher la formation de couches régulières : une configuration envisagée théoriquement notamment à proximité du centre de certains trous noirs en rotation. Dans ce cas, l'espace-temps pourrait être tellement déformé que les trajectoires se replieraient sur elles-mêmes. Une telle configuration ne veut pas dire que les voyages dans le passé sont possibles, elle empêche simplement l'application de sa démonstration. Autre remise en question : la forme globale de l'espace-temps. Théoriquement, il pourrait être organisé de sorte que le trajet finisse par revenir au point de départ. Cette possibilité est explorée dans les modèles de trous de ver, des sortes de raccourcis hypothétiques reliant différentes régions de l'espace-temps. Cela reste très spéculatif et ces modèles ne permettent pas pour autant de voyager dans le passé.

Les voyages dans le futur seraient, en revanche, théoriquement possibles et reposent sur un phénomène déjà confirmé expérimentalement. Albert Einstein a démontré que le temps ne s'écoule pas exactement à la même vitesse pour tout le monde : c'est la dilatation du temps. Lorsqu'une personne se déplace à une vitesse très élevée ou se trouve dans un champ gravitationnel intense, le temps peut s'écouler plus lentement pour elle que pour des personnes placées dans des conditions différentes. Ainsi, l'Agence spatiale européenne a indiqué que les astronautes qui reviennent après six mois à bord de la Station spatiale internationale ont vieilli d'environ sept millièmes de seconde de moins que s'ils étaient restés sur Terre. En théorie, alors, un voyageur allant à une vitesse proche de celle de la lumière pourrait revenir sur Terre et constater que plusieurs années se sont écoulées alors qu'il n'aurait pas vieilli d'autant. On est toutefois très loin de la machine à voyager dans le temps pour se rendre à une date choisie.