¿Qué nuevas características de iOS 8 hacen que no esté disponible para el iPhone 4? ¿Por qué iOS 7 hace que el iPhone 4 sea lento?

No creo que sea una característica específica la que desactualizó estos teléfonos. Pero cada nueva característica se suma a la demanda de un hardware más fuerte.
Específicamente, creo que la nueva interfaz de usuario introducida en iOS 7 tenía animaciones que requieren más CPU y GPU. Otras características como permitir que las aplicaciones se carguen en segundo plano también contribuyeron a la situación, especialmente con el chip A4 de un solo núcleo del iPhone 4.
Con respecto a iOS 8, las principales características de “desaceleración” podrían ser extensiones y continuidad. Creo que ambas características tendrán operaciones en segundo plano, y estas operaciones en segundo plano hicieron que el chip A4 de un solo núcleo del iPhone 4 no sea capaz de ejecutar iOS 8, y estas nuevas características también son las que ralentizaron mucho mi iPhone 4S.
Además de las razones técnicas enumeradas, también hay otras preocupaciones. El iPhone 4 tiene 4 años, no hay muchas personas que lo usen ahora, y no vale la pena que Apple trabaje duro y que iOS 8 funcione en el iPhone 4.