A parte le leggi fisiche, i viaggi nel tempo hanno implicazioni da non sottovalutare, che in gergo si definiscono paradossi e rompicapi temporali. Hawking quando si occupò di macchine del tempo pose la seguente domanda: "se viaggiare attraverso il tempo fosse altrettanto comune di un picnic domenicale, i viaggiatori del tempo provenienti dal futuro ci importunerebbero con le loro macchine fotografiche, chiedendoci di posare per i loro album!". In altre parole: dove sono i viaggiatori del tempo?
Inizialmente Hawking cercò una legge che rendesse impossibili i viaggi nel tempo. Non trovandola, propose la "Chronology Protection Conjecture" per bandire definitivamente dalle leggi della fisica i viaggi nel tempo, così da "garantire agli storici la tutela della storia".
Altro problema è che i viaggi nel passato comporterebbero la creazione di numerosi paradossi. Partiamo proprio da Ritorno al Futuro: Marty McFly torna indietro nel tempo all'epoca in cui i suoi genitori erano adolescenti, e incontra sua madre, che si innamora di lui. Se la futura madre di Marty avesse rifiutato il futuro padre di Marty, lui non sarebbe nato!
È uno dei tanti paradossi logici, come quello del nipote che torna indietro nel tempo e uccide il nonno prima che conosca sua nonna, impedendo così la sua nascita (il celebre paradosso del nonno). Per risolvere i paradossi di questo genere ci sono diversi metodi. La soluzione che oggi va per la maggiore è quella del multiverso.
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Jim Al-Khalili ne "La fisica del diavolo" propone una spiegazione molto esaustiva del multiverso che vi riproponiamo. Stando alle teorie più recenti del "multiverso quantistico" l'universo non si suddivide in copie di se stesso, ma esiste già un numero infinito di universi paralleli coesistenti e sovrapposti, ognuno reale quanto gli altri.
Al-Khalili spiega che "tutti i possibili futuri sono possibili e le nostre scelte ci conducono su sentieri attraverso tutti i possibili spazi-tempo, ed è la selezione di percorsi fatta da noi che alla fine definisce il nostro universo. La selezione infinita di possibili futuri di fronte a noi rappresenta l'infinita totalità di universi coesistenti nel multiverso. In quest'ottica i viaggi nel tempo diventano possibili, perché il nostro spazio-tempo contiene solo uno degli infiniti possibili futuri e un numero infinito di passati".
Come si risolverebbe a questo punto il paradosso del nonno? Banalmente: potremmo "benissimo uccidere il nonno nel nuovo universo, l'unica conseguenza sarà che in quell'universo noi non saremo mai nati". Questa soluzione però non risolve tutto, perché se viaggiassimo all'indietro nel tempo "non finiremmo mai nel passato del nostro universo. […] È infinitamente più probabile che scivoleremmo nel passato di un universo quasi identico al nostro. Di fatto, data la complessità, sarebbe quasi indistinguibile dal nostro universo, almeno finché non cominciamo a fare danni". Il guaio più grande è che "la probabilità di riuscire a tornare nel nostro universo sarebbe piccolissima; ce ne sono troppi".