科幻小说和电影照亮了我们的童年，激发我们的冒险精神，但是长大以后，我们却从没把它们当作是对未来科学的预测。当然，根据我们所掌握的物理定律，一些科幻概念是完全不可能实现的，例如在几秒钟内将飞船加速到惊人的速度而不压伤乘员。但是，也有一些概念在理论上符合物理定律，从虫洞到平行宇宙，随着人类科技的进步，这些概念终有一日会成为现实。
虫洞
在某些重力条件下，穿越虫洞是可能的
虫洞是一条穿越空间的捷径，允许在宇宙相距遥远的两点间的旅行瞬间到达。这听起来一点都不可信，但在爱因斯坦-罗森桥这个更正式名称下，这个概念早在科幻作家提出它前就已经作为一个严肃的科学概念存在了。它由爱因斯坦和内森·罗森合作于年提出，认为引力极强的点，例如黑洞，可以直接相互连接，于是虫洞的想法诞生了。
曲速驱动
如果我们可以操纵宇宙飞船周围的空间，理论上就可能以超过光速的速度飞行
大多数太空冒险故事都假定可以以一个极快的速度从星球A到达遥远的星球B，使用传统的宇宙飞船实现这一目标有很多障碍，例如需要携带大量燃料，加速效果，以及我们无法超越光速限制的事实。要知道，比邻星是距离地球第二近的恒星，也有4.2光年，而银河系的中心距离我们达27,光年，我们穷其一生也无法到达那里。
不过幸运的是，宇宙速度限制有一个漏洞：它只确定了我们可以穿越空间的最大速度。但是爱因斯坦所提出，空间本身是可以扭曲的，因此也许可以以颠覆速度限制的方式操纵飞船周围的空间，飞船仍然以低于光速的速度飞行，但空间本身的移动速度可以比光速更快。
这就是《星际迷航》中提出的“曲速引擎”概念，但就科幻故事而言，这只是一个听起来很酷的名词，而不是真正的物理学。但是在年，物理学家阿尔·库贝利找到了爱因斯坦方程的解，该解产生了真正的翘曲驱动效应，将宇宙飞船前面的空间缩小，然后将其扩展到后面。
时间旅行
广义相对论表明，时光倒流是可能的
时间机器的概念是伟大的科幻情节之一，它允许角色返回并改变历史进程。但这不可避免地引发了逻辑悖论，很多人认为时间旅行在现实世界中不可能实现，然而，根据物理定律，它确实可能发生。
就像虫洞和空间扭曲一样，告诉我们可以回到过去的物理定律依然来自爱因斯坦的广义相对论。它将空间和时间的概念整合，视为“时空”的一部分，两者密不可分。正如我们谈论用虫洞或曲速引擎扭曲空间一样，时间也可以扭曲，有时它会变得扭曲，向后折叠，科学家称之为“封闭的类时曲线”，而这不就是时间机器吗？
传送
年在伦敦举行的星际迷航冒险展
传送的典型案例是《星际迷航》中的传送器，它被简单地描述为将人从一个地点瞬间转移到另一个地点的便捷方式。现实中，传送是可能实现的，但是与旅行者从起点到目的地的空间穿越不同，它是在目的地创造一个精准的复制品，而原件则被摧毁。这一过程称为隐形传送，它基于爱因斯坦的量子纠缠概念。
平行宇宙
宇宙是我们透过望远镜所能看到的极限，但这就是全部吗？理论来说并不是，平行宇宙是可能存在的。现代理解平行宇宙的关键是“永恒膨胀”概念，它描绘了处于永久、快速扩张状态的无限结构，时不时地，这个空间中的一个局部点会发生一个独立的大爆炸，进而从一般的膨胀中消失，并开始以更稳定的速度膨胀，允许恒星和星系等物质在其中形成。根据这一理论，我们的宇宙就是这样一个区域，但可能还有无数其他区域。