狹義相對論的一個重要推論是時間膨脹效應，對於相對運動的慣性系而言，它們之間的時間流逝速率是不一樣的。我們的地球能被近似看作一個慣性系。如果有太空旅行者乘坐宇宙飛船相對於地球做勻速運動，則宇宙飛船也可以視作一個慣性系。根據狹義相對論的時間膨脹效應，對於地球上的觀察者而言，宇宙飛船上的時間流逝速率要比地球上慢，並且宇宙飛船速度越快，越接近光速，則這個差別越大，具體的計算公式如下：

通過計算可知，當宇宙飛船的速度為86.6%光速時，宇宙飛船的時間流逝速率比地球上慢了兩倍，這意味著在宇宙飛船上過一年相當於在地球上過兩年。如果太空旅行者乘坐這樣的宇宙飛船從地球出發，然後在太空中飛行50年，當他回到地球時，地球上的時間已經過去了100年，這就相當於太空旅行者穿越時間去往了未來的地球。

然而，這種時間流逝速率的差異只是一種時空屬性，無論宇宙飛船相對地球的運動速度有多快，太空旅行者自己所經歷的絕對時間並不會發生變化。也就是說，太空旅行者的壽命不會變長，該活多少年還是活多少年。只是對於地球上的觀察者而言，太空旅行者需要很長的時間才能過往一生。

狹義相對論的時間膨脹效應早已被證明存在，只不過在速度遠低於光速時，這種效應非常微弱，我們很難察覺到。例如，GPS衛星相對於地球的運動速度約為3.8千米/秒，其攜帶的時鐘要比地面時鐘每天累積慢7微秒，這樣會帶來大約2.1千米的定位誤差，所以這種效應在這裡是不可忽略的。