Formułując szczególną teorię względności, Einstein uznał, że zarówno położenie, prędkość jak i czas zależą od przyjętego inercjalnego układu odniesienia. Aby zilustrować swoje pomysły, Einstein posłużył się szeregiem eksperymentów myślowych, które pozwalają lepiej zrozumieć, co dzieje się, kiedy zbliżamy się do prędkości światła. Przykładem jest tutaj paradoks bliźniąt.
Transformacja Galileusza
Od napisania przez Arystotelesa w latach 355-322 p.n.e. dzieł dotyczących fizyki obowiązywał pogląd uznający istnienie absolutnego (wyróżnionego) układu odniesienia, do którego odnoszą się wszystkie obserwacje ruchów ciał.
frame|Obserwator A jest nieruchomy, obserwator B porusza się razem z windą ze stałą prędkością, vl - prędkość windy, v – prędkość jabłka Przykład z ilustracji pokazuje prosty przypadek względności. Obserwator A jest nieruchomy, a obserwator B jedzie windą. Dla obserwatora B układem odniesienia jest pędząca w dół kabina. Obserwator A postrzega ruch jabłka z prędkością odpowiadającą prędkości windy. Obserwator B odnosi wrażenie, że owoc jest nieruchomy. Który z nich ma rację?