Viagens ao que convencionamos chamar de passado são impossíveis fisicamente, por violarem a conservação da matéria/energia.
No exemplo de "De Volta para o Futuro II", já citado em outra resposta, o próprio Doc Brown mostra claramente que viagens ao passado implicam em criação de matéria. Ele fala que há dois dele e dois Marty. E isso é criação de matéria, pura e simplesmente. E no filme III, há dois DeLoreans, um enterrado na mina esperando ser desenterrado em 1955 e o outro com o tanque furado que eles colocam nos trilhos. Aí entra o furo no roteiro: porque eles não foram à mina, pegaram o tanque e um pouco de gasolina do DeLorean enterrado e colocaram no DeLorean que veio de 1955? Bastariam dois ou três litros de gasolina para acelerar o DeLorean a 88 milhas/hora no trecho reto de trilhos, em uns 30 segundos, um minuto no máximo.
Já Livre Arbítrio é um conceito filosófico. Aparentemente o Universo é determinístico no domínio macro e indeterminado no quântico.
Mas como não temos condições de saber o futuro acima de um determinado grau de certeza, podemos ter uma ilusão de livre arbítrio totalmente indistinguível de um livre arbítrio "real". Para todos os efeitos práticos, temos "livre arbítrio". E como viagem ao passado é impossível, o problema está resolvido.
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