Tại sao người ta nói thời gian dãn nở?
Ta hãy tưởng tượng một chiếc đồng hồ lý tưởng, hoàn toàn chạy đúng. Ví dụ, đồng hồ ánh sáng: hai cái gương đặt đối diện nhau, một xung ánh sáng được truyền tới gương này và phản xạ tới gương kia, và cứ tiếp tục như thế. Những nhịp đều đặn này cung cấp số đo thời gian, một loại tích tắc hoàn hảo.
Ta hãy đặt hai đồng hồ ánh sáng giống hệt nhau vào hai con tàu vũ trụ đang chuyển động thẳng đều so với nhau. Hai đồng hồ được bố trí sao cho các gương song song với chuyển động. Giả sử bạn ở con tàu thứ nhất, còn tôi ở con tàu thứ hai và tôi theo quan điểm của bạn. Vào lúc tôi vượt qua bạn, ánh sáng đi từ gương sau trong cả hai chiếc đồng hồ của chúng ta. Ít lâu sau, bạn thấy rằng cả hai chùm sáng đã đi cùng một khoảng cách.
Đối với bạn, ánh sáng ở đồng hồ của bạn đã tới gương thứ hai, còn ánh sáng ở đồng hồ của tôi vẫn chưa tới gương của nó, vì con tàu của tôi tiến lên giữa lúc đó. Tiếng tích tắc có vẻ chậm đối với bạn. Như vậy, thời gian của một hệ mà người ta thấy chuyển động có vẻ trôi chậm hơn thời gian của hệ mà người ta ở đó.
Qua nhận xét đơn giản này thì quan niệm của chúng ta về thời gian bị đảo lộn hoàn toàn. Nhưng không chỉ có thế. Nếu chúng ta suy luận lần nữa bằng cách giả định rằng chính tôi nhìn đồng hồ của bạn, khi con tàu của bạn cũng rời xa con tàu của tôi, thì tôi cũng sẽ có cảm tưởng là đồng hồ của bạn chậm.
Ở giới hạn, nếu chúng ta quan sát một con tàn mà tốc độ tiến tới tốc độ ánh sáng, thì chúng ta sẽ thấy đồng hồ của nó có xu hướng dừng chạy, trong khi những người ở trong con tàu đó thấy đồng hồ của chúng ta cũng có xu hướng dừng chạy. Thời gian mà chúng ta nhận thấy ở đồng hồ của chúng ta có vẻ lúc nào cũng trôi như cũ.
