Thuyết tương đối hẹp ở cái gì?
Ta hãy xét trường hợp anh em sinh đôi. Một trong hai người cưỡi tên lửa và bay với tốc độ cao. Vì anh ta đang chuyển động so với Trái đất, nên mọi cái như đồng hồ, trái tim của anh ta, có vẻ chậm lại (đối với người em trên trái đất). Khi trở về, anh ta trẻ hơn người em.
Ta hãy theo quan điểm của nhà du hành trên tên lửa. Anh ta cũng nhìn thấy em mình trên Trái đất cách xa mình với tốc độ cao, theo nhịp sinh học chậm lại. Khi anh ta trở về Trái đất thì lại thấy người em trẻ hơn mình! Tác giả của câu chuyện này là nhà vật lý Paul Langevin[1]. Từ đó người ta nó tới "nghịch lý của anh em sinh đôi Langevin".
Lập luận sai chăng? Mọi điều đã được giải thích đến đây có giá trị đối với các hệ quy chiếu quán tính. Theo kịch bản tưởng tượng của Langevin, tên lửa phải tăng tốc để khởi hành, hãm để quay lại, đổi hướng, lại tăng tốc rồi hãm lúc về tới nơi. Thuyết tương đối hẹp không áp dụng được cho trường hợp phức tạp này. Tính thuận nghịch là sai vì chỉ một trong hai anh em sinh đôi phải chịu ảnh hưởng của gia tốc mạnh.
Chính theo ý nghĩa này, thuyết tương đối được nêu ở đây là hẹp, vì nó chỉ có giá trị trong các hệ quán tính. Vài năm sau Einstein mới phát triển một thuyết có giá trị cho tất cả các hệ quy chiếu, được gọi là ''thuyết tương đối rộng". Thuyết này mới có thể giải quyết vấn đề của anh em sinh đôi.
