웜홀은 시공간의 다른 점을 연결하는 투기적 구조로 아인슈타인 장 방정식의 특별한 해를 바탕으로 한다. 웜홀은 공간 내의 다른 포인트 즉, 다른 장소, 다른 시간 내의 포인트 또는 그 양쪽 모두로 양 끝을 가진 터널로 가시화할 수 있습니다. 웜홀은 일반적인 상대성 이론과 일치하지만 웜홀이 실제로 존재하는지는 아직 알 수 없다. 많은 과학자들은 웜홀은 2차원(2D)이 3차원(3D) 물체의 일부만 경험할 수 있었던 것과 비슷한 네 번째 공간 차원의 투영에 불과하다고 가정한다. 이론적으로 웜홀은 10억 광년과 같은 매우 긴 거리, 수 미터와 같은 짧은 거리, 다른 시점, 심지어 다른 우주를 연결할 수 있습니다.
1995년 맷 비서는 초기 우주에서 음질량을 가진 우주 끈이 생성되면 우주에는 많은 웜홀이 있을 수 있다고 제안했습니다. 프랭크 티 플러와 킵 손 등 일부 물리학자는 웜홀을 인공적으로 만드는 방법을 제안했습니다
시각화는 웜홀의 간략화된 개념 때문에 공간은 2차원 표면으로 시각화할 수 있습니다. 이 경우 웜홀이 그 표면의 구멍으로 나타나 3D 튜브(실린더의 안쪽 표면)에 이끌려 2D 표면의 다른 장소에서 입구와 같은 구멍으로 재부상합니다. 실제 웜홀은 이와 비슷하지만 공간 치수가 1개 증가하고 있습니다. 예를 들어 2D 평면에 원형 구멍이 있는 대신 입퇴장 지점을 3D 공간의 구형 구멍으로 시각화해 스페린 더와 같은 4차원 튜브로 이끌 수 있다.
웜홀을 상상하는 또 다른 방법은 종이를 한 장 잡고 종이 한 쪽으로 조금 떨어진 두 점을 그리는 것입니다. 종이 시트는 시공간 연속체의 평면을 나타내고 두 점은 이동거리를 나타내지만 이론적으로는 웜홀은 점이 접촉하도록 평면을 절곡함으로써 이들 두 점을 연결할 수 있습니다. 이렇게 해서 두 가지 포인트가 접촉하고 있기 때문에 거리를 이동하는 것이 훨씬 쉬워집니다.
통과 가능한 웜홀이 존재하는 경우 시간이동이 허용될 수 있습니다. 통과 가능한 웜홀을 사용하는 제안된 시간여행 머신은 다음과 같은 방법으로 동작할 수 있다. 웜홀의 일단은 광속의 상당 부분까지 가속되며 아마도 고도의 추진 시스템에 의해 제자리로 되돌아갑니다. 혹은 웜홀의 한쪽 입구를 다른 입구보다 중력이 높은 물체의 중력장 내로 이동시킨 후 다른 쪽 입구 부근 위치로 되돌리는 방법도 있다. 이 두 방법에서는 시간 확장에 따라 이동된 웜홀의 가장자리가 외부 옵서버에서 볼 수 있는 고정단보다 오래되거나 젊어지게 됩니다. 단, 시간은 웜홀 외부와는 다른 방법으로 접속되기 때문에 웜홀 양단의 동기 클럭은 항상 동기 된 상태로 유지됩니다. 관찰자가 웜홀을 빠져나가는 걸 보면 양쪽 끝이 어떻게 돌아가든 이는 '젊은' 가장자리에 들어간 관찰자가 '젊은' 끝과 같은 연령의 시점에서 '낡은' 끝에서 나와 외부에서 본 관찰자에 따라 시간을 거슬러 올라가는 것을 의미한다. 이러한 타임머신의 큰 제한 중 하나는 머신의 처음 작성만큼 시간을 거슬러 올라갈 수 있다는 것입니다. 그것은 그 자체가 시간을 이동하는 디바이스가 아니라 시간을 통해 패스스루 하는 것이며, 기술 자체를 시간을 거슬러 이동할 수는 없습니다.
웜홀의 성질에 관한 현재 이론에 따르면 통과 가능한 웜홀을 구축하려면 음에너지를 가진 물질, 종종 '엑조틱 물질'로 불리는 물질의 존재가 필요하다. 보다 기술적으로는 웜홀의 공간 시간은 약, 강, 지배적인 에너지 조건과 함께 무효 에너지 조건 등 다양한 에너지 조건을 위반하는 에너지의 분포를 필요로 합니다. 그러나 양자 효과는 측정 가능한 작은 에너지 조건 위반으로 이어질 수 있는 것으로 알려져 있다. 많은 물리학자는 양자 물리학의 카슈미르 효과로 인해 필요한 음의 에너지가 실제로 가능할 수 있다고 믿고 있다. 초기 계산에서는 매우 큰 양의 음 에너지가 필요한 것으로 나타났으나, 추후 계산에서는 음 에너지의 양은 임의로 줄일 수 있습니다.
1993년 매트 비서는 이런 유기 클럭 차이가 나는 웜홀의 두 입은 웜홀이 붕괴되거나 두 입이 서로 반발하는 양자장과 중력 효과를 유발하지 않는 한 결합할 수 없다고 주장했다. 그렇지 않으면 정보가 웜홀을 통과하는 것을 막을 수 있다. 이 때문에 두 입을 충분히 가까이 대지 못해 인과관계 위반이 발생했다. 그러나 1997년 논문에서 매트 비서는 대칭 폴리곤에 배치된 N개 웜홀의 복잡한 로마링(톰 로만에 따온) 구성이 여전히 타임머신으로 기능할 가능성이 있다고 가정했지만 이는 인과관계 위반 소지가 있다는 증거보다 고전적인 양자중력이론의 결함일 가능성이 높다고 결론지었다.
우주간 여행은 웜홀을 활성화한 시간여행에서 생기는 패러독스에 대한 가능한 해결책은 양자역학의 여러 세계의 해석에 달려 있다. 1991년 데이비드 도이체는 양자 이론이 완전히 일치함을 보였다. 이른바 밀도 행렬은 불연속성에서 해방된다는 의미에서 닫힌 시간과 같은 곡선을 갖는 공간 시간이다. 그러나 이러한 닫힌 시간과 같은 곡선의 모델은 비 직교 양자 상태를 구별하고 적절한 혼합물과 부적절한 혼합물을 구별하는 기묘한 현상으로 이어지기 때문에 내부 불일치를 가질 수 있음이 나중에 밝혀졌다. 이에 따라, 반고전적인 계산으로 나타나는 결과인 웜홀 타임머신을 순환하는 가상 입자의 파괴적인 정귀환 루프를 회피할 수 있다. 미래에서 돌아온 입자는 그 기원인 우주로 돌아가는 것이 아니라 평행우주로 돌아간다. 이는 매우 짧은 시간 점프를 가진 웜홀 타임머신이 동시 병행 우주 간의 이론적인 다리임을 시사합니다.
웜홀의 타임머신은 일종의 비선형성을 양자론에 도입하기 때문에 평행우주간의 이런 종류의 커뮤니케이션은 조지프 폴친스키가 제안한 비선형 양자역학의 정식화에 있어서의 에버렛 전화와 일치하고 있다.