Dans un futur proche, l’exploration spatiale a été privatisée et dépend désormais d’une fondation à but non lucratif, l’Institut de Recherches Prospectives. Grâce à l’énergie nucléaire, les physiciens de l’Institut sont parvenus à concevoir des vaisseaux de navigation interplanétaire, et ont permis la création de colonies fleurissantes sur différentes planètes du système solaire. Mais l’avenir de l’humanité est dans les étoiles ! Aussi un nouveau programme, encore plus innovant, vise à envoyer des vaisseaux spatiaux à vitesse relativiste jusqu’aux systèmes voisins.

Pour assurer les communications à très longue distance entre les vaisseaux et la Terre, l’Institut a découvert un nouveau moyen : la télépathie. Les jeunes jumeaux Pat et Tom manient avec brio ce don étonnant, qui se joue des principes fondamentaux de la physique. Mais Heinlein utilise aussi ces deux frères pour vulgariser à sa façon le principe de dilatation du temps en relativité restreinte : si la durée d’un événement pour un observateur fixe dure un laps de temps t, la durée  t’ du même événement pour un observateur à vitesse relativiste v suit une transformation de Lorentz telle que t’ = t / √(1-v²/c²). Le temps propre d’un référentiel en mouvement s’écoule plus lentement lorsqu’il est observé par rapport à un référentiel au repos. C’est le paradoxe des jumeaux.

Aussi Tom semble vieillir plus lentement que son jumeau Pat, resté sur Terre. Alors que le voyage le rapproche de la première étoile à visiter, Pat est déjà un homme marié. Certains exemples pratiques de ce paradoxe spatio-temporel sont mis en avant par la télépathie. Par exemple, la perception télépathique est altérée par la vitesse relativiste, le jumeau resté sur Terre parle alors en accéléré et l’autre au ralenti. La télépathie, élément fantastique introduit dans ce roman, rend finalement service à la vulgarisation scientifique. Ou comment rêver en apprenant !