È anche un fautore delle teorie riguardanti l'esistenza della materia esotica antigravitazionale, elemento che potrebbe far aprire cunicoli spazio-temporali. Secondo tale teoria l'antigravità corrisponderebbe a un campo di quintessenza presente nel vuoto quantistico. Ha collaborato con altri importanti fisici, come Stephen Hawking e John A. Wheeler.
Ha scritto il saggio di divulgazione scientifica Buchi neri e salti temporali. L'eredità di Einstein. È stato produttore esecutivo e consulente scientifico del film Interstellar del 2014; i software di rendering grafico utilizzati per la realizzazione della pellicola sono stati realizzati proprio a partire dalle equazioni elaborate da Thorne.