| 기준 | 광년 (ly) | 천문단위 (au) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 3.13929 × 10-17 ly | 1.98532 × 10-12 au |
| Average adult human height | 1.7969 × 10-16 ly | 1.13638 × 10-11 au |
| A football pitch (length) | 1.10985 × 10-14 ly | 7.01882 × 10-10 au |
| A marathon | 4.46002 × 10-12 ly | 0.000000282056 au |
| Height of Mount Everest | 9.3534 × 10-13 ly | 0.0000000591519 au |
광년은 빛이 진공에서 1율리우스년 동안 나아가는 거리로, 정확히 9,460,730,472,580,800미터, 곧 약 9조 4600억 킬로미터입니다. 기호는 ly입니다.
이것은 시간이 아니라 거리의 단위인데, 이름이 그 점을 가려서 혼동이 좀처럼 사라지지 않습니다. 값이 정확한 것은 정의된 두 양에서 따라 나오기 때문입니다. 빛의 속력은 초당 299,792,458미터로 정해져 있고, 1율리우스년은 86,400초짜리 날의 365.25일로 정확히 정의됩니다. 둘을 곱하면 측정 불확도가 전혀 없는 값이 나옵니다.
이 단위의 묘미는 빛의 속력이 유한하다는 사실을 눈에 보이게 만든다는 데 있습니다. 12광년 떨어진 천체를 본다는 것은 그것을 12년 전의 모습으로 본다는 뜻이며, 이 지연은 신기한 이야깃거리가 아니라 관측 우주론의 바탕입니다. 관측된 가장 먼 은하들은 수십억 광년 떨어져 있으므로, 망원경은 사실상 과거를 들여다보는 기구입니다.
가까운 거리들은 이 단위의 잣대로 보면 소박합니다. 태양에 가장 가까운 별인 프록시마 켄타우리까지는 4.25광년, 시리우스까지는 8.6광년입니다. 우리 은하의 중심은 지구에서 약 2만 6000광년 떨어져 있고, 은하 전체는 약 10만 광년에 걸쳐 있습니다. 안드로메다 은하는 약 250만 광년 떨어져 있으면서도 어두운 곳에서는 맨눈으로 보입니다. 대부분의 사람이 직접 눈으로 볼 가장 먼 천체인 셈입니다.
전문 천문학자들은 대체로 파섹을 선호합니다. 이는 연주시차 측정에서 자연스럽게 나오는 단위이며, 학술지는 거리를 파섹, 킬로파섹, 메가파섹으로 적습니다. 대중적인 글에서 광년이 주류인 것은 빛의 속력 말고는 따로 설명할 것이 없기 때문입니다.
같은 원리를 더 작은 규모에 적용한 단위들도 있습니다. 광초는 약 30만 킬로미터로 지구와 달 사이 거리에 가깝고, 무선 기술자들은 케이블을 타고 가는 신호를 따질 때 약 30센티미터인 광나노초를 씁니다. 광분과 광시는 태양계 바깥쪽을 설명할 때 이따금 나타납니다.
1광년은 63,241천문단위, 약 0.3066파섹, 9조 4607억 킬로미터와 같습니다.
천문단위는 정확히 149,597,870,700미터, 곧 1억 5000만 킬로미터에 가까운 길이입니다. 기호는 au입니다. 지구와 태양 사이의 평균 거리에 가까우며 태양계 안의 거리를 나타내는 표준 척도입니다.
이 단위는 본디 고정된 수가 아니라 그 궤도 관계로 정의되었습니다. 이전의 정의는 태양을 도는 가상의 천체가 갖는 성질에 매여 있었고, 그래서 값이 중력 상수에 좌우되어 측정이 정밀해질 때마다 고쳐야 했습니다. 국제천문연맹은 2012년에 천문단위를 정확한 미터 수로 확정하여 이 의존 관계를 끊었습니다. 이 변경은 계산을 간단하게 했고, 물리 상수가 정밀해질 때마다 길이가 흔들리는 단위라는 불편을 없앴습니다.
그 값을 정하는 일은 관측천문학의 큰 과제 가운데 하나였습니다. 태양면을 가로지르는 금성을 지구상의 멀리 떨어진 지점에서 관측하면 삼각측량으로 거리를 구할 수 있었습니다. 1761년, 1769년, 1874년, 1882년의 통과에 맞추어 관측대가 꾸려졌고, 제임스 쿡의 첫 태평양 항해는 1769년의 현상을 중심으로 계획되었습니다. 1960년대 금성을 향한 레이더 거리 측정이 결국 어떤 광학적 방법보다도 훨씬 정밀하게 이 값을 확정했습니다.
이 단위 덕분에 태양계의 거리를 읽어 내기가 쉬워집니다. 수성은 0.39au, 화성은 1.52au, 목성은 5.2au, 해왕성은 30.1au에서 공전합니다. 카이퍼 벨트는 대략 50au까지 뻗어 있습니다. 인류가 만든 가장 먼 물체인 보이저 1호는 165au를 넘어섰습니다. 빛이 1천문단위를 가는 데 약 499초가 걸리므로 태양까지는 8광분 남짓입니다.
태양계를 벗어나면 이 단위는 다루기 번거로워지고, 천문학자들은 광년과 파섹으로 바꿉니다. 1파섹은 206,265au입니다.
탐사선의 항법은 이 단위가 근삿값이 아니라 정확한 값이라는 데 기대고 있습니다. 외행성으로 가는 궤도는 수십 천문단위의 거리에 걸쳐 계산되므로, 단위 자체의 길이에 생긴 오차는 모든 위치 계산으로 번져 갑니다. 2012년에 값을 고정하면서 임무 계획에 쓰이는 역표에서 이 어긋남의 원인이 사라졌습니다.
1천문단위는 149,597,870.7킬로미터, 약 9295.6만 마일과 같습니다.