La dilatazione del tempo è un fenomeno scientifico che si verifica secondo la teoria della relatività. Quando sono presenti due osservatori, ciascuno sperimenterà il tempo in modo diverso dall’altro, portando ciascuno a credere che l’esperienza del tempo dell’altro sia errata. La dilatazione del tempo può essere creata sia attraverso una differenza relativa di velocità tra i due osservatori, sia attraverso la loro differenza di distanza rispetto a una grande massa. La prima situazione è denominata dilatazione del tempo della velocità relativa e la seconda è nota come dilatazione del tempo gravitazionale.
Qualsiasi dilatazione temporale causata da una differenza relativa di velocità porterà un osservatore a credere che il tempo si muova più lentamente per il secondo osservatore. In questa configurazione, i due osservatori devono essere lontani da qualsiasi massa gravitazionale e devono muoversi a velocità significative affinché l’effetto sia sufficientemente significativo da rilevare. Velocità più elevate aumentano la quantità di dilatazione del tempo sperimentata per gli osservatori.
Ciascun osservatore porta un orologio e guarda l’orologio dell’altro osservatore in relazione al proprio orologio. A causa delle velocità relative, il tempo sembra dilatarsi o rallentare nell’altro orologio rispetto all’orologio locale. Questo fenomeno sarà sperimentato da entrambi gli individui ed entrambi gli osservatori sentiranno che l’altro orologio si sta muovendo più lentamente rispetto ai propri orologi.
La dilatazione del tempo gravitazionale è il secondo tipo descritto dalla relatività. Durante questa situazione, due osservatori sono a riposo l’uno rispetto all’altro e una massa gravitazionale. Entrambi gli osservatori sono situati a distanze diverse dalla massa, che sono abbastanza significative da consentire l’esperienza della dilatazione del tempo. L’osservatore che è più vicino alla massa sta sperimentando un’attrazione gravitazionale più forte dalla massa rispetto all’osservatore che è più lontano. La forza gravitazionale della massa viene talvolta definita pozzo gravitazionale e il primo osservatore è descritto come più profondo nel pozzo rispetto al secondo osservatore.
Ciascuno dei due osservatori porta con sé un orologio per registrare il tempo. Il primo osservatore, che è più vicino alla massa gravitazionale, vedrà l’orologio dell’altro osservatore più veloce del proprio, mentre il secondo osservatore vedrà l’orologio del primo osservatore più lento del proprio. Ogni osservatore percepisce ancora l’orologio locale come la registrazione corretta del tempo. A differenza della situazione relativa alla velocità, gli osservatori in questa situazione concordano sul fatto che un clock è quello più lento, mentre l’altro è quello più veloce.