☆우주는 광대하다. km처럼 지구에서 익숙한 단위를 우주에 적용하면 값이 너무 커져서 불편하다. 우주로 나가면 우주 규모의 단위를 사용해야 한다.
★ 빛의 속도로 거리를 재다
빛은 초속 30만㎞라는 엄청난 속도로 이동한다. 이 속도라면 1초에 지구 주위를 7바퀴 반이나 돌 수 있다. 그러나 우주는 그야말로 광활하기 때문에 이렇게 빠른 빛도 출발한 곳에서 다른 곳에 도달하려면 오랜 시간이 필요하다. 예를 들어 태양계에서 가장 가까운 항성인 프록시마센타우리는 지구에서 40조km나 떨어져 있다. 이 항성으로 빛이 출발해 지구에 도달하려면 , 40조km÷30만km/초=약 1억 3,400만초, 햇수 4.3년이나 걸린다.
우주에서의 거리를 논할 때는 이처럼 빛이 도달하는 데 걸리는 시간을 햇수로 환산해 광년(Light year, LY)이라는 단위를 붙인다. 프록시마 센터우리에서 지구까지 빛이 도달하는 데 43년이 걸렸으므로 두 별 사이의 거리는 ’43LY’인 ‘광년’이라는 단어에 발판을 나타내는 ‘년’이라는 말이 붙었다고 해도 시간이 아니라 거리를 나타내는 단위임을 잊지 않도록 하자. 덧붙여서 1 LY=약 9조 5천억 km이다.
이처럼 광년이라는 단위는 지금 지구에서 보이는 별의 모습이 몇 년 전의 모습인지를 수치로 간단히 보여준다.
★태양에서 지구까지의 거리
그러나, 앞의 예보다 가까운 거리, 예를 들면 태양계 안에서의 거리를 광년으로 나타내면 0.000…과 같이 약간의 값이 되어 오히려 불편하게 된다. 이럴 때는 태양에서 지구까지의 거리인 1억5000만 km를 기준으로 거리를 환산한다. 이를 천문단위(Astronomical unit)라고 하며 기호는 AU로 표시한다. (참고로 천문단위 기호는 한국이나 영어권에서는 「astronomical unit」의 머리글자를 따서 「AU」라고 쓰지만, 나라마다 조금씩 다르다.)
태양에서 목성까지의 거리는 7억 8천만 km이다. 천문단위로 환산하면 7억8천만km÷1억5천만km=5.2AU가 된다. 이렇게 계산한 천문단위 값을 보면 태양에서 목성까지의 거리(5.2 AU)는 태양에서 지구까지의 거리(1 AU)보다 5.2배 멀다는 것을 쉽게 알 수 있다.
★각도의 사용법
우주로부터의 거리를 나타내는 데 사용되는 또 하나의 단위로서 ‘파섹(Parsec, pc)’이 있다. parsec에서 par는 시차를 뜻하는 단어 paral lax에서 왔고, sec는 초를 뜻하는 단어 second에서 왔다.
별의 염주 시차가 1″(=1/60″=1/3600°)일 때 태양과 별 사이의 거리를 1pcs라고 한다. 타단위로 환산하면, 1 pc = 약 3.3 LY = 약 21만 AU = 약 31조 km 이다. 지구에서 별까지의 거리는 연주 시차와 태양에서 지구까지의 거리(1AU)를 바탕으로 계산하면 된다.
태양계 내 천체의 거리를 나타낼 때는 주로 천문단위를 사용하며 태양계를 벗어나면 광년이나 퍼섹을 많이 사용한다. 일반적으로 천체 간의 거리를 나타낼 때는 광년을 쓰고 파섹은 주로 연구자들이 사용한다. 가까운 천체의 거리를 연주시차를 이용해 계산하는 경우가 많고 연주시차를 정확히 측정할 수 없을 정도로 멀리 있는 천체의 거리도 가까운 별의 거리를 토대로 추정할 수 있기 때문이다. 또 별의 밝기를 비교한 절대등급은 모든 별이 10 pc 거리에 있다고 가정했을 때의 밝기이다.