Segundo a teoria da relatividade restrita de Albert Einstein, o tempo transcorre de maneira diferente para observadores com velocidades diferentes. Isso significa que, para um observador em um referencial fixo, transcorre um intervalo de tempo ∆t entre dois eventos, enquanto, para um observador em um referencial que viaja com uma velocidade constante v, em relação ao referencial anterior, o intervalo de tempo entre os mesmos eventos será ∆t’. Os dois intervalos de tempo estão relacionados por:
que representa uma dilatação temporal. Nesta expressão, c é a velocidade da luz no vácuo. Com essa teoria surge o paradoxo dos gêmeos: para o piloto de uma espaçonave que realizou uma viagem espacial, com uma velocidade constante de 0,8c, transcorreram-se 18 anos até o seu retorno à Terra. Para o gêmeo que ficou na Terra, calcule quanto tempo durou a viagem do seu irmão, o piloto.
Os 18 anos foram medidos pelo astronauta, portanto representam o tempo próprio (∆t’)!