Změřit vzdálenost Země-Měsíc pozorováním zatmění Měsíce se pokusili už řečtí hvězdáři 200 let před naším letopočtem. Přesnější metody přišly na řadu až mnohem později. Dnes umíme měřit vzdálenosti nebeských těles od nejbližších až po ty na samotném konci vesmíru.
Měsíc
Změřit vzdálenost Měsíce od Země lze několika způsoby. Za ten nejpřesnější vděčíme kosmonautice. Astronauti z programu Apollo umístili na povrch Měsíce malé odražeče. (podobnou výbavu měly také sovětské pojízdné laboratoře Lunochod).
Princip měření je jednoduchý: Vědci vyšlou ze Země laserový paprsek, který se od přístrojů odrazí a vrátí zpět. Paprsek se pohybuje známou rychlostí světla, takže jediné co musíme změřit, je doba mezi jeho vysláním a návratem. Poté už stačí vypočítat vzdálenost Měsíce. Díky tomu víme, že se Měsíc od Země vzdaluje rychlostí asi 3,8 centimetrů za rok.
Tělesa sluneční soustavy
Tělesa ve sluneční soustavě se pohybují podle určitých zákonů. Díky nim je možné vypočítat vzdálenost jakékoliv planety, asteroidu nebo komety na základě znalosti oběžné doby, kterou stanovíme pozorováním pohybu objektu po obloze. Získané údaje ale musíme ve vzorečku s něčím porovnat - třeba se vzdáleností Země od Slunce. Tu astronomové přesně určili až v 18. století při pozorování přechodu Venuše přes Slunce z různých míst na Zemi.
Další možností, jak změřit vzdálenosti ve sluneční soustavě, je pomocí radaru. Princip je stejný jako u laserového měření vzdálenosti Měsíce, jen se místo laseru využívají rádiové vlny vyslané pomocí radioteleskopu. Vlny se odrazí od povrchu tělesa a vrátí zpět na Zemi. Tímto způsobem určíme vzdálenosti planet s přesností na metry.
Blízké hvězdy
Zkusme si udělat malý experiment. Natáhněte ruku, vztyčte palec a zavřete levé oko. Palec vidíte v určité poloze, když levé oko otevřete a zavřete pravé, palec jakoby změnil svou polohu a posunul se o kousek doprava. Těch pár centimetrů, které dělí vaše oči, lze využít k přibližnému odhadu vzdálenosti. Stačí změřit vzdálenost očí a úhel mezi „oběma palci“.
Když totéž uděláme u hvězd, nic se nestane. Jsou až moc daleko a vzdálenost našich očí je moc malá. Co když ale místo toho vezmeme celou oběžnou dráhu Země kolem Slunce? Hvězda se skutečně pohne o velmi malý úhel, kterému se říká paralaxa. Z tohoto úhlu je možné změřit vzdálenost hvězdy o nás. V současné době se o to snaží u miliardy hvězd evropská družice Gaia.
Vzdálené hvězdy
Paralaxu je možné využít pouze u blízkých hvězd. Vzdálenost těch ostatních se odhaduje na základě jejich teploty a dalších parametrů, které lze použít k odhadu zářivosti. Vzhledem k tomu, že „jasnost“ se vzdálenosti klesá, stačí nám už jen změřit jasnost hvězdy na obloze.
Pokud máme dvě identické hvězdy a jedna je 3x dál než druhá, bude na pozemské obloze 9x méně jasná (3x3=9), pokud bude 5x dál, bude už 25x méně jasná (5x5=25) atd.
Galaxie
Jasnost se využívá i k měření vzdáleností galaxií. Supernova je masivní výbuch, kterým hvězda může ukončit svou existenci. Stejně jako v předešlém případě, i její jasnost s rostoucí vzdálenosti klesá. Díky tomu můžeme určit nejen vzdálenost samotné hvězdy, ale také galaxie, ve které explodovala.
Vzdálenost bližších galaxií lze kromě supernov měřit také pomocí neobvyklých hvězd, kterým se říká cefeidy. Tyto hvězdy se neustále smršťují a zase rozpínají, čímž mění svou jasnost. Pokud změříme periodu pulsů, můžeme vypočítat skutečnou jasnost cefeidy. Pak už ji jen stačí porovnat s jasností na pozemské obloze a vypočítat vzdálenost.
