La clave es que ambos observadores están situados de manera diferente en su distancia de una masa gravitacional significativa. La teoría general de la relatividad describe cómo, para ambos observadores, el reloj que está más cerca de la masa gravitacional, es decir, más profundo en su “pozo de gravedad”, parece ir más lentamente que el reloj que está más alejado de la masa. En el caso de un satélite que orbita un planeta, tiene el efecto opuesto de la dilatación del tiempo de velocidad relativa.
La dilatación del tiempo gravitacional está en juego, por ejemplo, para los astronautas de la EEI. Con respecto a los observadores terrestres, la velocidad relativa de los astronautas de la EEI ralentiza su tiempo, mientras que la influencia gravitacional reducida en su ubicación lo acelera. Los dos efectos opuestos no son igualmente fuertes. A la altitud de la ISS, el efecto neto es una desaceleración de los relojes, mientras que en órbitas mucho más altas los relojes funcionan más rápido que en el suelo.
Este efecto no se limita a los astronautas en el espacio; El tiempo de un escalador pasa un poco más rápido en la cima de una montaña (a gran altitud, más lejos del centro de gravedad de la Tierra) en comparación con las personas a nivel del mar. También se ha calculado que debido a la dilatación del tiempo, el núcleo de la Tierra es 2.5 años más joven que la corteza.
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Al igual que con toda la dilatación del tiempo, la experiencia local del tiempo es normal (nadie nota una diferencia dentro de su propio marco de referencia). En las situaciones de dilatación del tiempo de velocidad, ambos observadores vieron al otro como un movimiento más lento (un efecto recíproco). Ahora, con la dilatación del tiempo gravitacional, ambos observadores, los que están al nivel del mar, frente al escalador, están de acuerdo en que el reloj más cercano a la masa tiene una velocidad más lenta, y están de acuerdo en la relación de la diferencia (la dilatación del tiempo de la gravedad, por lo tanto, no es recíproca) . Es decir, el escalador ve que los relojes del nivel del mar se mueven más lentamente, y aquellos que viven al nivel del mar ven que el reloj del escalador se mueve más rápido.
