براساس نسبیت خاص اینشتین، زمان برای جسمی که با سرعت بالا در حرکت است، آهستهتر از جسمی که ساکن است میگذرد.
تصور کنید که همان دوقلوهای پست مربوط به پارادوکس دوقلوها، تصمیم دارند که مسالهی دیگری در مورد نسبیت خاص را بررسی کنند. مجددا فرض کنید که برادر دوقلو روی زمین منتظر مانده و خواهرش، سوار بر فضاپیمایی با سرعت ۲۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه، به سمت سیارهی مشتری میرود. فرض کنید که فاصلهی سیارهی مشتری از زمین در زمان انجام آزمایش حدود ۸۰۰ میلیون کیلومتر است (نزدیکترین فاصلهی زمین و مشتری حدود ۷۲۰ میلیون کیلومتر است).
برادر که روی زمین است زمان این سفر را ۴۰۰۰ ثانیه یا حدود یک ساعت و ۶ دقیقه اندازهگیری میکند. اما طبق تبدیلات لورنتس (فرمول در کامنت)، خواهر او که سوار بر فضاپیماست زمان این سفر را حدود ۵۰ دقیقه اندازهگیری کرده است. هنگامی که پس از پایان آزمایش، این خواهر و برادر دوقلو در مورد سرعت فضاپیما با یکدیگر صحبت میکنند، هردو ادعا دارند که سرعت فضاپیما ۲۰۰هزار کیلومتر بر ثانیه بوده است.
حال چطور ممکن است که سرعت در هر دو حالت برابر بوده اما زمان متفاوت باشد؟
ما در اینجا با یک نتیجهی دیگر از نسبیت خاص مواجه هستیم؛ انقباض طول یا length contraction. اگرچه زمان برای خواهر آهستهتر گذشته است، اما طول این مسیر نیز برای او کوتاهتر شده است. مجددا طبق تبدیلات لورنتس (فرمول در کامنت)، این مسافت برای او چیزی حدود ۶۰۰ میلون کیلومتر شده است. پس برای برادر که روی زمین ساکن است، مسافت سفر ۸۰۰ میلیون کیلومتر، مدت زمان سفر یک ساعت ۶ دقیقه و سرعت فضاپیما ۲۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه بوده است. اما برای خواهر که سوار بر فضاپیما بوده، طول سفر ۶۰۰ میلیون کیلومتر، مدت زمان سفر ۵۰ دقیقه و سرعت فضاپیما مجددا ۲۰۰ هزار کیلومتر بوده است. البته انقباض طول تنها در جهت حرکت اتفاق میافتد.
در تصویر، شخصی که سوار بر فضاپیما به سمت ستارهی آلفا قنطورس میرود، زمین و ستاره را به صورت فشرده و چیزی شبیه بیضی میبیند. همچنین کسی که روی زمین است، فضاپیما را به شکل فشرده میبیند.
تبدیلات لورنتس برای جسمی که با سرعت v در جهت X در حال حرکت است. همانطور که مشاهده میشود، در صورتی که v نسبت به سرعت نور c کوچک باشد، کسر v/c به سمت صفر میل کرده و این روابط به روابط مکانیک کلاسیک تبدیل میشود.