En astronomie, les nombres deviennent vite très longs à écrire avec les unités de mesure habituelles. Par exemple, l'étoile la plus proche (hormis le Soleil) Proxima du Centaure, se trouve à quelques 40 000 000 000 000 km de la Terre, soit 40 000 milliards de kilomètres. Quant à la masse de la Terre, elle est de 5 980 000 000 000 000 000 000 000 kg, soit 5 980 000 milliards de milliards de kilogrammes, ce qui est fastidieux à écrire, à lire, et surtout à comparer à d'autres valeurs !

Pour exprimer les grands nombres en notation scientifique, on utilise les puissances de 10. Par exemple le chiffre 1000, est égal à 10×10×10 qui s'écrit 103 ; il suffit donc de compter les chiffres qui suivent le premier chiffre significatif, puis de reporter ce nombre dans ce que l'on appelle l'exposant. Ainsi, pour reprendre l'exemple ci-dessus, l'étoile Proxima du Centaure se trouve à 40×1012 km, soit un 40 suivi de 12 zéros, ou encore 4×1013 km, soit un 4 suivi de 13 zéros. De la même manière, la masse de la Terre est 5 980×1021 kg, mais s'écrit plutôt 5,98×1024 kg.

La notation scientifique permet de simplifier l'écriture des très grands nombres, mais aussi celle des très petits. Par exemple avec notre notation habituelle la masse de l'électron est de 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 911 kg, qui s'écrit suivant la notation scientifique : 9,11×10-31 kg, c'est-à-dire que le chiffre 9 est le 31ème chiffre après la virgule.

En astronomie, si on exprimait les mesures de distance en mètre, il faudrait des nombres énormes, c'est pourquoi on utilise des unités de longueurs différentes. Ils en existe un certain nombre, mais les principales utilisées sont :

Le parsec (pc) :
Le parsec est la distance à laquelle on observerait une longueur de 1UA (distance Terre-Soleil, voir ci-dessous) sous un angle de 1 seconde (un degré fait 3600 secondes). 1 parsec = 3,26 années-lumière.

L'année-lumière (a.l. ou al) :
Elle est définie comme étant la distance parcourue par la lumière dans le vide en un an, en une année julienne*, soit 9,46×1015 m. Ce qui fait environ 9 461 milliards de kilomètres.
Cette distance parcourue par la lumière en une année vaut 0,3066 parsecs ou encore 63.240 unités astronomiques.
Ainsi Proxima du Centaure qui est l'étoile la plus proche est à 4,2 a.l. (4×1016 m), ce qui signifie que la lumière met 4,2 ans à nous parvenir de cette étoile.

* En astronomie, une année julienne est une unité de temps définie comme exactement égale à 365,25 jours, ou 31 557 600 secondes. Cette unité de temps ne fait pas partie du Système international d'unités (la seconde est la seule unité de temps en faisant partie), mais son usage est toléré, voire répandu en astronomie.

L'unité astronomique (UA) :
Elle représente la distance moyenne de la Terre au Soleil (149,5 millions de km), elle a longtemps servi, et sert encore d'étalon de mesure pour les distances dans le système solaire, soit des distances de petites dimensions.

Le rayon solaire (Ro) :
Cette unité sert à comparer la taille des étoiles avec celle de notre Soleil. Elle correspond à 6,95×108 m, soit le rayon du Soleil.