天体发出的光在宇宙中传播一段时间后到达地球。我们通过眼睛或天文望远镜接收光线,然后我们可以看到天体。然而,我们不能从接收到的光直接确定它们已经走了多长时间(也称为光传播时间)只有通过测量发光天体和地球之间的距离,然后除以光速(光速相对于任何参照系都是恒定的),我们才能确定它们在到达地球之前已经在宇宙中走了多长时间。
对于太阳系外具有大视差的恒星(通常距离只有几百光年),可以用三角形视差法测量距离在地球围绕太阳公转的过程中,离地球较近的恒星会相对于背景恒星移动。通过测量半年内恒星的视差角,可以用三角函数计算出恒星的距离。
对于较远的恒星,可以采用主序列星拟合方法恒星之间的距离与它们的实际亮度和在地球上观察到的亮度直接相关,而主序列阶段恒星的实际亮度可以通过光谱分析来确定,从而可以计算它们的距离。
对于更远的星系可以用Ia型超新星方法测量因为Ia型超新星的产生机制是相同的,所以它们有相同的实际亮度。如果它们的距离和表观亮度之间的关系被校准,它可以用来测量遥远星系的距离。然而,Ia型超新星在宇宙中相对罕见,是一种可以遇到但却找不到的现象。