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双胞胎悖论是爱因斯坦相对论中一个著名的思想实验。假设你有一个双胞胎兄弟，他乘坐接近光速的飞船去比邻星旅行。比邻星距离地球4.2光年，是离我们最近的恒星。当他以接近光速飞行时，会发生令人惊讶的时间膨胀现象。
当飞船以99%光速飞行时，时间膨胀效应变得非常明显。我们可以通过两个时钟来观察这个现象。地球上的时钟正常走动，而飞船上的时钟走得非常慢。当地球过去8.4年时，飞船上只过去了1年。这就是相对论预言的时间膨胀效应。
现在让我们观察完整的旅程过程。飞船从地球出发，以0.99倍光速飞向比邻星，然后返回地球。在去程阶段，飞船花费0.5年到达比邻星，而地球上过去了4.2年。在返程阶段，飞船又花费0.5年返回地球，地球上又过去了4.2年。总计飞船上过去1年，地球上过去8.4年。
时间膨胀效应可以用洛伦兹因子γ来精确计算。公式为Δt等于γ乘以Δt0，其中γ等于1除以根号下1减v平方除以c平方。当速度为0.99c时，γ约等于7.09。从图像可以看出，当速度接近光速时，洛伦兹因子急剧增大，时间膨胀效应变得非常显著。
当飞船返回地球时，两个双胞胎重新相遇了。地球上的兄弟从25岁变成了33.4岁，老化了8.4年。而飞船上的兄弟只从25岁变成了26岁，仅仅老化了1年。两人之间产生了7.4年的年龄差异。这就是著名的双胞胎悖论，它完美地证实了爱因斯坦相对论中时间膨胀效应的真实性。时间并不是绝对的，而是相对的。