Темпорални парадокс, временски парадокс или парадокс путовања кроз време је привидна или стварна контрадикција повезана са идејом путовања кроз време или другог унапред знања о будућности. Темпорални парадокси настају из околности које укључују хипотетичко путовање кроз време у прошлост. Често се користе да покажу немогућност путовања кроз време. Темпорални парадокси спадају у три широке групе: парадокси постојања, парадокси конзистентности и парадокси слободе воље и каузалности, чији је пример Њукомбов парадокс.

Узрочна петља мини|десно|upright=1|Узрочна петља или „парадокс постојања”. Билијарска кугла задаје ударац својој прошлој верзији, чиме незнатно мења своју путању тачно на начин потребан да промени своју прошлу путању. Чини се да је промена путање проузроковала саму себе.

Узрочна петља, позната и као парадокс постојања, информациона петља, информациони парадокс, или онтолошки парадокс, настаје када било који догађај, као што је акција, информација, објекат или особа, на крају проузрокује сам себе, било као последица ретрокаузалности или путовања кроз време. Чини се да узрочна петља крши каузалност дозвољавајући будућим догађајима да утичу на прошлост и проузрокују сами себе. Ово се понекад назива „подизањем за сопствене пертле”, што потиче од енглеске идиоматске фразе „”.

Путовање кроз време уназад омогућило би да информације, људи или објекти чија историја изгледа да „долазе ниоткуда”. Такви каузално петљасти догађаји тада постоје у простор-времену, али њихово порекло не може бити одређено. Појам објеката или информација које су „самопостојеће” на овај начин често се сматра парадоксалним. Сергеј Красников пише да су оба парадокса, како информација тако и објекат који круже кроз време, исти; примарни привидни парадокс је физички систем који еволуира у стање на начин који није уређен његовим законима. Он их не сматра парадоксалним и приписује проблеме у вези са ваљаношћу путовања кроз време другим факторима у интерпретацији опште релативности.

Пример узрочне петље (коју је Станислав Лем окарактерисао као мању од минималне петљеСтанислав Лем, "The Time-Travel story and Related Matters of Science-Fiction Structuring" у: Microworlds, 1984, p.141 (први пут објављено у Science-Fiction Studies, 1974)) јавља се у научнофантастичној краткој причи из 1958. „—All You Zombies—” Роберта А. Хајнлајна, у којој главни лик, интерсексуална особа, постаје сопствена мајка и отац; филм Предодређење из 2014. заснован је на причи. Ален Еверет наводи филм Негде у времену као пример који укључује објекат без порекла: старица даје сат драмском писцу који касније путује назад кроз време и упознаје исту жену када је била млада, и показује јој сат који ће му она касније дати. Сминк користи термин „парадокс предодређења” да се посебно односи на ситуације у којима путник кроз време оде у прошлост да покуша да спречи неки догађај у прошлости.

Парадокс конзистентности десно|мини|upright=1|Парадокс конзистентности или „парадокс деде”. Билијарска кугла задаје ударац својој прошлој верзији, што је спречава да уђе у временску машину због чега је ударила своју прошлу верзију, доводећи у питање како је њена старија верзија икада могла изаћи из временске машине и скренути јој путању. Парадокс конзистентности, опште познат као парадокс деде, настаје када је прошлост на било који начин промењена. Парадокс мењања прошлости произилази из модалне логике: ако је нужно тачно да се прошлост одиграла на одређени начин, онда је лажно и немогуће да се прошлост одиграла на било који други начин, тако да би свака промена прошлости била парадокс. Парадокси конзистентности настају кад год је могућа било каква промена прошлости.

Уобичајени пример који се наводи је путник кроз време који убије свог деду тако да он не може да буде отац једном од његових родитеља, чиме спречава сопствено зачеће. Да путник није рођен, не би могао да убије свог деду; стога, деда наставља да ствара путниковог родитеља који ствара путника. Овај сценарио је самоконтрадикторан. Једно предложено решење за овај парадокс је да путник кроз време може да уради све што се десило, али не може да уради оно што се није десило. Друго предложено решење је једноставно да је путовање кроз време немогуће.

Варијанте

Парадокс деде обухвата сваку промену прошлости, и представља се у многим варијацијама, укључујући убиство сопствене прошле верзије. И „ретро-самоубилачки парадокс” и „парадокс деде” појавили су се у писмима уредништву часописа Невероватне приче 1920-их. Друга варијанта парадокса деде је „Хитлеров парадокс” или „парадокс Хитлеровог убиства”, у којем протагониста путује назад кроз време да би убио Адолфа Хитлера пре него што дође на власт у Немачкој, спречавајући тако Други светски рат и Холокауст. Уместо да нужно физички спречи путовање кроз време, ова акција уклања сваки разлог за путовање, заједно са сазнањем да је тај разлог икада постојао.

Физичар Џон Гарисон и сарадници дају варијацију парадокса електронског кола које шаље сигнал кроз временску машину да би се само искључило, и прима сигнал пре него што га пошаље.

Слободна воља и каузалност

Њукомбов парадокс је мисаони експеримент који показује привидну контрадикцију између принципа очекиване корисности и принципа стратешке доминације. Мисаони експеримент се често проширује да би истражио каузалност и слободну вољу.

Предодређење понекад укључује натприродну моћ, мада може бити резултат других механизама „непогрешивог предзнања”. Ако постоје „савршени предиктори”, на пример ако путовање кроз време постоји као механизам за прављење савршених предвиђања омогућавајући истинско знање о будућности, онда се чини да савршена предвиђања противрече слободној вољи, јер су одлуке које су наизглед донете слободном вољом већ познате савршеном предиктору, што значи да је избор који је наизглед донет слободном вољом већ био донет. Проблеми који произилазе из непогрешивости и утицаја из будућности истражени су у верзији Њукомбовог парадокса са непогрешивим предиктором.

Предложена решења Логичка немогућност путовања кроз време Чак и без сазнања да ли је путовање кроз време у прошлост физички могуће, могуће је показати коришћењем модалне логике да промена прошлости доводи до логичке контрадикције. Ако је нужно тачно да се прошлост одиграла на одређени начин, онда је лажно и немогуће да се прошлост одиграла на било који други начин. Путник кроз време не би могао да промени прошлост у односу на то каква јесте, већ би само деловао на начин који је већ конзистентан са оним што се нужно догодило.

Разматрање парадокса деде навело је неке на идеју да је путовање кроз време по својој природи парадоксално и стога логички немогуће. На пример, филозоф Бредли Дауден изнео је ову врсту аргумента у уџбенику Логичко резоновање, тврдећи да могућност стварања контрадикције искључује путовање кроз време у прошлост у потпуности. Међутим, неки филозофи и научници верују да путовање кроз време у прошлост не мора бити логички немогуће под условом да не постоји могућност промене прошлости, како сугерише, на пример, Новиковљев принцип самоконзистентности. Дауден је ревидирао свој став након што је убеђен у то у размени са филозофом Норманом Шварцом.

Обртање ентропије Ако време није инхерентно својство универзума већ уместо тога настаје из закона ентропије, како неке савремене теорије сугеришу, онда то представља природно решење за парадокс деде. У овом оквиру, „путовање кроз време” се реинтерпретира не као кретање дуж линеарног континуума, већ као реконфигурација локалног простора или целог универзума како би одговарала претходној ентропијској конфигурацији. Пошто оригинални хронолошки след – укључујући догађаје попут рођења путника кроз време – остаје сачуван у ентропијској прогресији универзума, акције унутар реконфигурисаног стања не могу да промене каузалну историју која је произвела путника. Овим се избегавају парадокси третирајући време као термодинамички артефакт, а не као променљиву димензију. Аргументовано је да, пошто путник стиже у другачију историју, а не у сопствену, ово није „истинско” путовање кроз време.

Фиксни простор-време Логичар Курт Гедел спекулисао је, разматрајући могућност путовања кроз време уназад у хипотетичком универзуму описаном Геделовом метриком, да би само време могло бити нека врста илузије. Сугерисао је нешто налик на поглед на блок време, у којем је време само још једна димензија попут простора, са свим догађајима у свим временима фиксираним унутар овог четвородимензионалног „блока”.

Новиковљев принцип самоконзистентности

У раду из 1992. физичари Андреј Лосев и Игор Новиков означили су предмете без порекла (предмете који изгледа да „долазе ниоткуда”, као што је горе поменуто) као Jinn, са термином у једнини Jinnee. Ова терминологија је инспирисана Џинима из Курана, за које се описује да не остављају траг када нестану. Лосев и Новиков су дозволили да термин "Jinn" покрива и објекте и информације са рефлексивним пореклом; прве су назвали "Jinn прве врсте", а друге "Jinn друге врсте". Они истичу да објекат који кружно пролази кроз време мора бити идентичан кад год се врати у прошлост, иначе би створио неконзистентност; други закон термодинамике чини се да захтева да објекат тежи нижем енергетском стању током своје историје, а такви објекти који су идентични у понављајућим тачкама у својој историји изгледа да противрече овоме, али Лосев и Новиков су тврдили да, пошто други закон захтева само да ентропија расте у затвореним системима, Jinnee би могао да интерагује са својим окружењем на такав начин да поврати „изгубљену” ентропију. Они наглашавају да не постоји „строга разлика” између Jinn-a прве и друге врсте. Красников поистовећује "Jinn", „самодовољне петље” и „самопостојеће објекте”, називајући их „лавовима” или „петљастим или упадним објектима”, и тврди да они нису ништа мање физички од конвенционалних објеката, „који би, на крају крајева, такође могли да се појаве само из бесконачности или сингуларитета.”

Принцип самоконзистентности који је развио Игор Дмитријевич Новиков изражава једно гледиште о томе како би путовање кроз време уназад било могуће без стварања парадокса. Према овој хипотези, иако општа релативност дозвољава нека егзактна решења која омогућавају путовање кроз време која садрже затворене временолике криве које воде назад у исту тачку у простор-времену, физика унутар или близу затворених временоликих кривих (временских машина) може бити конзистентна само са универзалним законима физике, те се стога могу догодити само самоконзистентни догађаји. Све што путник кроз време уради у прошлости морало је одувек бити део историје, и путник кроз време никада не може учинити ништа да спречи да се путовање у прошлост догоди, јер би то представљало неконзистентност. Аутори су закључили да путовање кроз време не мора нужно довести до нерешивих парадокса, без обзира на тип објекта који је послат у прошлост.

Физичар Џозеф Полчински разматрао је потенцијално парадоксалну ситуацију која укључује билијарску куглу која је испаљена у црвоточину под тачно одређеним углом тако да буде послата назад кроз време и судари се са својом ранијом верзијом, скренувши је са курса, што би је спречило да уопште уђе у црвоточину. Кип Торн назвао је овај проблем „Полчинскијевим парадоксом”. Торн и двоје његових студената са Калтеха, Фернандо Ечеверија и Гунар Клинкхамер, пронашли су решење које је избегло све неконзистентности, и открили да постоји више од једног самоконзистентног решења, са незнатно другачијим угловима за ударац при овлашном контакту у сваком случају. Каснија анализа Торна и Роберта Форварда показала је да за одређене почетне путање билијарске кугле може постојати бесконачан број самоконзистентних решења. Плаузибилно је да постоје самоконзистентна проширења за сваку могућу почетну путању, мада то није доказано. Недостатак ограничења за почетне услове односи се само на простор-време изван региона простор-времена који нарушава хронологију; ограничења за регион који нарушава хронологију могла би се показати парадоксалним, али то још није познато.