時間の遅れ
特殊相対性理論では、基準となる慣性系内の観測者から見ると、観測者に相対して動いている時計は、観測者の基準系内で静止している時計よりも時間の進みが遅くなって観測されることを示している。相対速度が速ければ速いほど時間の遅れは大きくなり、光速 (299,792,458 m/s) に近づくにつれて時間の進み方がゼロに近くなる。これにより、光速度で移動する質量のない粒子が時間の経過の影響を受けないということになる。
静止している観測者の時間の刻み幅を Δ t {\displaystyle \Delta t} とすると、運動体の時間の刻み Δ t ′ {\displaystyle \Delta t'} は、光速を c {\displaystyle c_{}^{}} 、運動体の速さを v {\displaystyle v_{}^{}} として、
Δ t ′ = 1 − ( v / c ) 2 Δ t {\displaystyle \Delta t'={\sqrt {1-(v/c)^{2}}}\Delta t}
となる。これは、時間と空間を合わせて座標変換をしないと、電磁気学の法則に現れる光速 c {\displaystyle c} の意味が説明できない、という理論的な要請から導かれたローレンツ変換による帰結である。この事実は、宇宙から飛来する素粒子(宇宙線)の寿命が地上のものより長いことなどから確認されており、現代の素粒子論や場の理論は、特殊相対性理論を基礎に構築されている。