當(dāng)天體發(fā)出的光在宇宙中傳播了一定時(shí)間之后到達(dá)地球，我們通過(guò)眼睛或者天文望遠(yuǎn)鏡接收到這些光，于是就能看到天體。不過(guò)，我們并不能從接收到的光線中直接確定它們走了多久時(shí)間（又稱光行時(shí)）。只能通過(guò)測(cè)量出發(fā)光天體與地球的距離，然后用距離除以光速（光速相對(duì)任何參照系都是恒定的），才能確定它們?cè)谟钪嬷凶吡硕嚅L(zhǎng)的時(shí)間才來(lái)到地球上。

對(duì)于太陽(yáng)系內(nèi)的大多數(shù)天體，可以通過(guò)雷達(dá)反射法測(cè)出它們的距離。但對(duì)于太陽(yáng)，則無(wú)法使用雷達(dá)反射法，只能借助其他方法，例如，金星凌日法。通過(guò)測(cè)量可知，太陽(yáng)與地球的距離大約為1.496億公里，由于光速約為30萬(wàn)公里/秒，所以太陽(yáng)光在宇宙中走了8.3分鐘才到達(dá)地球。

對(duì)于太陽(yáng)系外視差較大的恒星（通常距離只有幾百光年），可以利用三角視差法來(lái)測(cè)距。在地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)過(guò)程中，那些距離地球較近的恒星會(huì)相對(duì)于背景星空發(fā)生移動(dòng)。通過(guò)測(cè)量恒星在半年時(shí)間內(nèi)的視差角大小，就能利用三角函數(shù)來(lái)計(jì)算出恒星的距離。

早期天文學(xué)家都是用三角視差法來(lái)測(cè)量恒星的距離，并且秒差距這個(gè)天文學(xué)中最常用的長(zhǎng)度單位也是來(lái)自于此。只是在科普中為便于理解，現(xiàn)在都會(huì)用光年來(lái)轉(zhuǎn)換秒差距。例如，牛郎星的距離為5.13秒差距，轉(zhuǎn)換為光年之后為16.73光年，這意味著牛郎星發(fā)出的光在宇宙中走了16.73年的時(shí)間才來(lái)到地球上。

對(duì)于再遠(yuǎn)一些的恒星，可以通過(guò)主序星擬合法。恒星的距離與其實(shí)際亮度和在地球上觀測(cè)到的亮度直接相關(guān)，而處在主序階段的恒星的實(shí)際亮度可以從光譜分析中確定出來(lái)，這樣就能計(jì)算出它們的距離。

宇宙中還有一些特殊的恒星——造父變星，它們的光度會(huì)隨著時(shí)間呈現(xiàn)周期性的變化，通過(guò)其他方法來(lái)對(duì)它們進(jìn)行標(biāo)定，這樣就能用它們來(lái)測(cè)距。這種方法甚至可以測(cè)量河外星系的距離，當(dāng)年哈勃就是這樣首次確定河外星系的存在。

對(duì)于更加遙遠(yuǎn)的星系，可以用Ia型超新星法來(lái)測(cè)量。因?yàn)镮a型超新星的產(chǎn)生機(jī)制是一樣的，它們具有相同的實(shí)際亮度，如果對(duì)它們的距離和視亮度關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，就能用來(lái)測(cè)量遙遠(yuǎn)星系的距離。但I(xiàn)a型超新星在宇宙中較為罕見(jiàn)，屬于可遇但不可求的現(xiàn)象。

?對(duì)于那些最遠(yuǎn)的星系，距離達(dá)到幾十億甚至上百億光年的星系，只能通過(guò)紅移法來(lái)測(cè)量。通過(guò)光譜分析確定星系的紅移值，然后經(jīng)由紅移和速度的關(guān)系確定退行速度，再由哈勃定律就能算出對(duì)應(yīng)的距離。知道光行距離之后，就能知道光行時(shí)。