Ce problème est connu sous le nom de "paradoxe des jumeaux", qui est un effet troublant de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Selon cette théorie, le temps n'est pas une grandeur physique que l'on peut mesurer de manière absolue, mais dépend de la vitesse relative entre l'observateur et le sujet observé. Ainsi, le temps nous semble ralentir pour des objets se déplaçant par rapport à nous à des vitesses proches de celle de la lumière, soit de 300 000 kilomètres par seconde. Ce phénomène s'appelle la "dilatation du temps" ou le "ralentissement des horloges en mouvement".

En vertu de ce principe, si le temps du voyage de la fusée mesuré depuis la Terre aura duré 20 ans, il est tout à fait possible que pour le jumeau dans la fusée son voyage n'aura duré que 2 ans car son temps propre aura été ralenti d'un facteur 10 par rapport au temps mesuré sur Terre.

Ce phénomène bizarre a été vérifié expérimentalement en comparant le temps mesuré au sol (sur Terre) avec le temps mesuré par une horloge atomique identique se déplaçant rapidement dans une navette spatiale en orbite autour de la Terre. L'horloge de la navette spatiale est en effet retardée à son retour sur Terre par rapport à l'horloge restée au sol.
Il n'y a pas de raison de croire que le vieillissement du corps humain se comporte différemment du ralentissement d'une horloge de haute précision...