RømerEdit
Ole Christensen Rømer usou uma medida astronómica para fazer a primeira estimativa quantitativa da velocidade da luz. Quando medida a partir da Terra, os períodos das luas que orbitam um planeta distante são mais curtos quando a Terra se aproxima do planeta do que quando a Terra se está a afastar dele. A distância percorrida pela luz do planeta (ou da sua Lua) à Terra é menor quando a Terra está no ponto da sua órbita mais próximo do seu planeta do que quando a Terra está no ponto mais distante da sua órbita, sendo a diferença na distância o diâmetro da órbita da Terra ao redor do Sol. A mudança observada no período orbital da Lua é na verdade a diferença no tempo que a luz leva para atravessar a distância mais curta ou mais longa. Rømer observou esse efeito para a lua mais interna de Júpiter Io, e deduziu que a luz leva 22 minutos para atravessar o diâmetro da órbita da Terra.
BradleyEdit
Outro método é usar a aberração da luz, descoberta e explicada por James Bradley no século XVIII. Este efeito resulta da adição vetorial da velocidade da luz que chega de uma fonte distante (como uma estrela) e da velocidade do seu observador (ver diagrama à direita). Um observador em movimento vê assim a luz vindo de uma direcção ligeiramente diferente e consequentemente vê a fonte numa posição deslocada em relação à sua posição original. Como a direcção da velocidade da Terra muda continuamente à medida que a Terra orbita o Sol, este efeito faz com que a posição aparente das estrelas se desloque. A partir da diferença angular na posição das estrelas, é possível expressar a velocidade da luz em termos da velocidade da Terra em torno do Sol. Isto, com a duração conhecida de um ano, pode ser facilmente convertido no tempo necessário para viajar do Sol para a Terra. Em 1729, Bradley usou este método para obter que a luz viajasse 10.210 vezes mais rápido que a Terra em sua órbita (o número moderno é 10.066 vezes mais rápido) ou, equivalentemente, que a luz levaria 8 minutos e 12 segundos para viajar do Sol para a Terra.
ModernEdit
Atualmente, o “tempo de luz para distância unitária” – o inverso de c (1/c), expresso em segundos por unidade astronómica – é medido comparando o tempo para os sinais de rádio chegarem a diferentes naves espaciais no Sistema Solar. A posição da nave espacial é calculada a partir dos efeitos gravitacionais do Sol e de vários planetas. Combinando muitas dessas medidas, obtém-se um valor mais adequado para o tempo de luz por unidade de distância. A partir de 2009, a melhor estimativa, conforme aprovado pela União Astronômica Internacional (UAI), é:
tempo de luz para a distância unitária: 499,004783836(10) s c = 0,00200398880410(4) AU/s c = 173,144632674(3) AU/dia.
A incerteza relativa nestas medições é de 0,02 partes por bilhão (2×10-11), como equivalente à incerteza nas medições baseadas na Terra de comprimento por interferometria. Como o metro é definido como o comprimento percorrido pela luz num determinado intervalo de tempo, a medição do tempo de luz para a distância da unidade também pode ser interpretada como a medição do comprimento de um AU em metros. O metro é considerado como uma unidade de comprimento adequado, enquanto que o AU é frequentemente utilizado como uma unidade de comprimento observado num determinado quadro de referência.