La dilatation temporelle remonte à la théorie de la relativité restreinte d’Einstein, qui nous enseigne que le mouvement dans l’espace crée en fait des altérations dans l’écoulement du temps. Plus vous vous déplacez rapidement dans les trois dimensions qui définissent l’espace physique, plus vous vous déplacez lentement dans la quatrième dimension, le temps – du moins par rapport à un autre objet. Le temps est mesuré différemment pour le jumeau qui s’est déplacé dans l’espace et celui qui est resté sur Terre. L’horloge en mouvement fera un tic-tac plus lent que les horloges que nous observons sur Terre. Si vous êtes capable de voyager à une vitesse proche de celle de la lumière, les effets sont beaucoup plus prononcés.
Contrairement au paradoxe des jumeaux, la dilatation du temps n’est pas une expérience de pensée ou un concept hypothétique – elle est réelle. Les expériences Hafele-Keating de 1971 l’ont prouvé, lorsque deux horloges atomiques ont été embarquées sur des avions voyageant dans des directions opposées. Le mouvement relatif a eu un impact mesurable et a créé une différence de temps entre les deux horloges. Cela a également été confirmé dans d’autres expériences de physique (par exemple, les particules de muons se déplaçant rapidement mettent plus de temps à se désintégrer).
Donc, dans votre question, un astronaute revenant d’un voyage spatial à des « vitesses relativistes » (où les effets de la relativité commencent à se manifester – généralement au moins un dixième de la vitesse de la lumière) serait, à son retour, plus jeune que les amis et la famille du même âge restés sur Terre. Le degré exact de rajeunissement dépend de la vitesse exacte à laquelle le vaisseau spatial s’est déplacé et a accéléré, et il n’est donc pas facile de répondre à cette question. Mais si vous essayez d’atteindre une exoplanète située à 10 ou 50 années-lumière et de rentrer chez vous avant de mourir vous-même de vieillesse, vous devriez vous déplacer à une vitesse proche de celle de la lumière.
Il y a ici une autre ride qui mérite d’être mentionnée : la dilatation du temps résultant des effets gravitationnels. Vous avez peut-être vu le film Interstellar de Christopher Nolan, dans lequel la proximité d’un trou noir provoque un énorme ralentissement du temps sur une autre planète (une heure sur cette planète équivaut à sept années terrestres).
C’est le cas du film Interstellar.