關於光速的問題，始終是人們津津樂道的話題，因為光是大家生活中常見的一種物質，而按照狹義相對論，光線傳輸也是宇宙中運動速度最快的現象，如果能以光的速度行進，則在其所處的慣性參照系中，將產生一系列奇妙的結果，這裡面的時間膨脹效應尤為受到人們的關注，催使人們形成了各種各樣的疑問，今天我們就來分析一下如果能夠駕駛一個接近光速飛行的飛船，在飛行一分鐘後返回地球，地球在此過程中時間流逝的問題。
愛因斯坦在提出狹義相對論時，有兩個基本的假設前提，其中一個就是著名的光速不變原理，即在所有的慣性參照系中，觀察光線在真空中的傳播速度，都將保持著一個恆定的數值，即30萬公裡每秒，這個數值不會因觀測者所處的是哪一個慣性參照系而改變，也不會因觀測者、目標物體的移動而改變，只要滿足慣性參照系的條件即可。
根據狹義相對論中關於運動的表述形式，我們可以看出任何一個物體，在一個慣性參照系中的運動，都會對所處的時間和空間產生一定影響，物體的運動速度不同，這種影響程度也會不同，也就是說在不同的慣性參照系內來進行觀測，那麼由於物體的運動所造成的時空改變不具有一致性。根據洛侖茲變換，我們可以用數學的方式來描述物體的運動，對於時間和空間改變的影響。
從物體與觀測者之間的相對運動來看，在兩個慣性參照系下，物體的不同運動速度之間，存在著如下的對應關係，即：v/u=1+(1-v^2/c^2)^(1/2)，這個關係式不同於經典動力學中的伽利略變換，後者只是單純的數值累加，相對論條件下，物體的運動「疊加」速度，既與在一個慣性參照系下的「初始」速度有關，也與光速有關，無論這個物體在慣性參照系下的運動速度有多快，其最終的「疊加」速度都不能超過光速。這也是為什麼理論上兩個相向而行的光線，從一個光線上看另一個光線的運動速度也是光速c、而不是2倍c的原因。
在此基礎上，可以得出狹義相對論下的兩個著名推論，一個是尺縮效應，另一個是鍾慢效應，它們分別對應的是在高速運動狀態下，在不同慣性參照系內，物體移動所通過空間距離以及時間流逝的差異。拿鍾慢效應來說，處於兩個慣性參照系內的時間流逝速度之比為：T』=T*(1-v^2/c^2)^(1/2)，通過這個公式我們可以看出，飛船的運動速度越快，在飛船所在的慣性參照系內觀察時間流逝速度雖然正常，但對於從地球等其它並未發生明顯位移的慣性參照系內來看，飛船上的時間流逝速度越來越慢了，反過來覺察地球上的時間流逝速度要比飛船上的快。
以上就是鍾慢效應產生的原因，它所表達的是兩個慣性參照系內時間流逝速度的對應關係，無論是從觀測者來說，還是在光速飛船上的人來說，它們本身處在的慣性參照系內的時間流逝，分別是兩個獨立的過程。如果它們之間沒有信息聯繫的話，那麼從地球上看飛船上的人，感覺飛船上的時間過得慢甚至停滯，那麼反過來一樣成立，地球相對於飛船也處於光速運行，那麼光速飛船上的人看地球上的人，一樣也是感覺他們時間過得慢甚至停滯。這樣就會產生一個悖論，那就是如果以光速飛船飛行一段時間後，到底是誰變「老」了呢？
要解釋這個問題，還得明確一個概念，這也是狹義相對論中反覆強調的問題，那就是相對論成立的條件，必須是在慣性參照系內，即兩個參照系物體的運動，必須是處於靜止或者勻速運動的狀態，如果在任何的一個參照系發生加速或者減速，那麼無論是空間還是時間的相對性都會發生改變，就不會再適用狹義相對論了。如果以光速飛船離開地球之後不再回來，那麼無論是從哪個參照系來看，它們的時間流逝速度都是相互獨立且不互相影響，也就是不發生信息交流，地球上的人、飛船上的人該怎麼著還是怎麼著，沒有什麼對比產生。
那麼，假如以光速飛行一段時間後再返回，這種情況就會被打破了，一方面從地球出發到加速到光速，再從光速減速到靜止，然後再加速返回，在到達地球後又進行減速直至靜止，這個過程中經歷了多次加速和減速的過程，此過程將不再適用於慣性參照系的物理規律，同樣狹義相對論也不適用，因此「雙生子悖論」不會產生，只能以打破慣性參照系的那一方為基礎，通過它所在參照系的時間流速來衡量地球上的時間流逝，這樣我們就得出了地球上的人所經歷的時間，要比飛船上的人所經歷時間長的結果，地球人「變老」了。
如果我們假定，飛船短時間內從靜止加速到光速期間，這種巨大的加速度人體能夠承受得住，而且將這個時間設定為無限小，那麼可以通過公式計算出飛船以光速運行1分鐘再返回時，地球上過了多長時間，當然，這個計算的結果取決於飛船所能達到的速度極限。
如果以90%光速計，1分鐘返回後地球所經歷的時間為2.3分鐘；如果以99%光速計，則地球所經歷的時間為7.1分鐘；以99.99%光速計，地球將經歷70.7分鐘，感覺在這樣的速度之下，地球的時間流逝還可以承受，假如我們再提升速度，達到光速的99.999999%，則地球將經歷7071分鐘，達到了5天左右。當然，我們再繼續提高這種飛行速度，地球上過去的時間還會變長，達到上百年、上萬年、幾千萬年都有可能，雖然地球上過去了這麼久的時間，但飛船上的人依然只是過了1分鐘，很是神奇吧！