Наиболее изученными моделями машин времени являются кротовые норы. В рамках общей теории относительности их, очевидно, можно использовать для создания временных петель, такие расчеты ведутся с 1988 года. В принципе, достаточно быстро переместить одно отверстие относительно другого или приблизить его к сильному источнику гравитации, например, к нейтронной звезде или черной дыре. Тогда произойдет замедление времени, поскольку часы с большой скоростью замедляются в гравитационном поле. Поэтому в кротовой норе они действуют иначе, чем во внешней Вселенной. В зависимости от направления, в котором вы летите через кротовую нору, вы можете попасть в свое прошлое или будущее. (Однако невозможно вернуться назад во времени дальше того момента, когда кротовая нора была изначально использована в качестве машины времени.)

Такое путешествие во времени через кротовую нору отличается от обычных машин времени в научной фантастике в двух аспектах: машины времени через кротовую нору не перемещаются во времени, а являются частью самой космической архитектуры. И вместо того, чтобы перематывать само время вперед или назад, не покидая своего местоположения, путешественник во времени через кротовую нору отправляется в полет через пространство, которое заканчивается в его прошлом или будущем.

Главный вопрос заключается в том, применима ли теория относительности в этих экстремальных физических ситуациях или квантовые эффекты делают временные петли непроходимыми? В «машинах времени» всегда формируется так называемый горизонт хронологии: граница, разделяющая пространственно-временные области с нормальной и ненормальной причинно-следственной структурой. Если существует временная защита природы, то она проявляется как раз здесь.

Хокинг описал этот горизонт как место, где частицы света могут вращаться во времени. При этом они будут получать все больше и больше энергии, бесконечно много, практически за нулевое время. Источником энергии в конечном итоге должно быть само пространство-время, составляющее хронологический горизонт. Но поскольку питаемые им фотоны и гравитационное поле, связанное с их энергией, оказывают влияние на пространство-время, оно кардинально изменяется, так что временные циклы нарушаются. Таким образом, машины времени уничтожили бы сами себя после запуска.

Неясно, усиливают ли квантовые эффекты это влияние или подавляют его. По этому поводу существуют разные мнения и среди ученых ведутся длительные споры, в которых Хокинг принимал активное участие. Единственное, что до сих пор известно наверняка, это то, что квантовая физическая реакция недостаточна для универсальной защиты времени и что общий механизм защиты – если он вообще существует – должен быть найден в будущей «мировой формуле». В конце концов, сложные дискуссии показывают, что тема путешествий во времени уже не просто захватывающая фантастика, но и точная наука. Великие мысленные эксперименты в литературе и кино нашли свое второе пристанище в физике.