Tijddilatatie gaat terug op Einsteins speciale relativiteitstheorie, die ons leert dat beweging door de ruimte in feite veranderingen in het tijdsverloop teweegbrengt. Hoe sneller je beweegt door de drie dimensies die de fysieke ruimte definiëren, hoe langzamer je beweegt door de vierde dimensie, de tijd – althans ten opzichte van een ander voorwerp. Tijd wordt anders gemeten voor de tweeling die door de ruimte bewoog en de tweeling die op aarde bleef. De klok in beweging zal langzamer tikken dan de klokken die we op Aarde in de gaten houden. Als je in staat bent om in de buurt van de lichtsnelheid te reizen, zijn de effecten veel meer uitgesproken.
In tegenstelling tot de Tweelingparadox is tijddilatatie geen gedachtenexperiment of hypothetisch concept, het is echt. De Hafele-Keating experimenten uit 1971 hebben dit bewezen, toen twee atoomklokken in vliegtuigen werden gevlogen die in tegengestelde richting reisden. De relatieve beweging had daadwerkelijk een meetbaar effect en creëerde een tijdsverschil tussen de twee klokken. Dit is ook bevestigd in andere natuurkundige experimenten (bijvoorbeeld dat snel bewegende muondeeltjes er langer over doen om te vergaan).
Dus in uw vraag: een astronaut die terugkeert van een ruimtereis met “relativistische snelheden” (waarbij de effecten van de relativiteit zich beginnen te manifesteren), zou bij terugkeer jonger zijn dan vrienden en familie van dezelfde leeftijd die op aarde zijn gebleven. Hoeveel jonger precies hangt af van hoe snel het ruimteschip precies heeft bewogen en versneld, dus dat is niet iets waar we snel een antwoord op kunnen geven. Maar als je probeert een exoplaneet op 10 tot 50 lichtjaar afstand te bereiken en toch nog thuis te komen voordat je zelf van ouderdom sterft, moet je je wel met bijna-lichtsnelheid voortbewegen.
Er is nog een rimpel die het vermelden waard is: tijddilatatie als gevolg van gravitatie-effecten. Misschien heb je de film Interstellar van Christopher Nolan gezien, waarin de nabijheid van een zwart gat de tijd op een andere planeet enorm doet vertragen (een uur op die planeet is zeven aardse jaren).