Les scientifiques ont mesuré la vitesse de la lumière émise par des particules subatomiques très rapides. Des technologies avancées sont nécessaires à la fois pour créer de telles particules et pour réaliser la mesure. Le résultat le plus remarquable de ce genre de mesures est que la vitesse de la lumière est la même quelque soit la vitesse de la particule qui l'émet. Autrement dit, la vitesse de la lumière est la même que si cette particule était au repos.

En 1905, Einstein postula que la vitesse de la lumière dans le vide était indépendante de la vitesse de la source et de celle de l'observateur. Ce postulat allait à l'encontre de l'intuition et des idées communément acquises concernant la vitesse des objets macroscopiques qui nous entourent.

Cette affirmation devait mener également à abandonner l'idée d'un temps absolu, identique pour tous les observateurs. Ainsi, le temps d'une horloge qui se meut à grande vitesse par rapport à l'observateur devait être perçu par ce dernier comme plus lent que celui d'une horloge au repos par rapport à lui. Par contre, un observateur qui voyagerait à la vitesse de l'horloge grande vitesse ne ressentirait pas le changement de rythme de l'horloge. Ce phénomène est appelé la dilatation du temps .

La relation mathématique entre le temps de l'horloge au repos (t ₀) et celle de l'horloge en mouvement (t) est:

Puisque le dénominateur est plus petit ou égal à 1,  t ≥ t ₀. Le temps de l'horloge en mouvement est perçu par un observateur au repos comme plus lent (dilaté) par rapport à celui de l'horloge au repos.

Le fait qu'un grand nombre de muons cosmiques nous arrivent à la surface de la terre malgré leur très court temps de vie vérifie la dilatation du temps.
(Source CERN)