L’année-lumière est une unité de longueur utilisée pour exprimer des distances astronomiques. Elle est définie par l’Union Astronomique Internationale (UAI) comme la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant une année julienne (365.25 jours). Elle vaut environ 9461 milliards de kilomètres et est ordinairement notée « al » ou « AL ».
En 1838, l’astronome allemand Friedrich Bessel mesure la distance de la Terre à l’étoile 61 Cygni grâce à un héliomètre (type de théodolite utilisé en astronomie). À l’époque, la plus grande unité pour exprimer des distances dans l’espace est l’unité astronomique (UA), valant 1.50×108 km ; Bessel mesure une distance jusqu’à 61 Cygni de 660’000 UA. Dans son article de 1839, il indique que cela prendrait 10.3 ans à la lumière pour rejoindre l’étoile.
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En outre, en 1838, la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide n’est pas encore précisément fixée, elle n’est pas considérée comme une constante. Sa valeur varie au cours des différentes expériences menées par des scientifiques comme les physiciens français Armand Fizeau (1849) ou Jean Foucault (1862). Cependant, c’est en 1951, dans un article d’astronomie grand public rédigé par l’écrivain scientifique allemand Otto Ule, que le terme « année-lumière » apparaît.
Telle que définie par l’UAI, l’année-lumière est le produit d’une année julienne (365.25 jours) par la vitesse de la lumière dans le vide (299’792’458 m/s). La vitesse de la lumière dans le vide et l’année julienne sont des constantes, intégrées en 1976 dans le Système des Constantes Astronomiques de l’UAI.
L’année-lumière est donc parfaitement définie comme valant exactement 9.4607304725808×1015 m. Toutefois, dans certains documents récents, une valeur de 9.460536207×1015 m peut être trouvée, correspondant au produit de la vitesse de la lumière dans le vide par l’année grégorienne (365.2425 jours).
Dans certains cas, des multiples et sous-multiples peuvent être utilisés. La seconde-lumière est, par exemple, employée dans les communications satellitaires et les transmissions de données informatiques ; mais également en astronomie pour exprimer des distances internes au Système solaire, car elle correspond assez fidèlement aux données radiométriques utilisées pour mesurer ces distances. Elle vaut exactement 299’792’458 mètres. Les heures-lumière, jours-lumière et mois-lumière sont aussi quelques fois employées.
Très souvent utilisée dans les articles de vulgarisation, l’année-lumière n’est cependant pas l’unité de longueur utilisée majoritairement par les scientifiques pour exprimer des distances astronomiques. Ces derniers lui préfèrent en général le parsec, noté « pc », issu de la méthode de la parallaxe.
Un parsec vaut exactement 648’000/π unités astronomiques. L’UA valant 149’597’870’700 m, un parsec vaut donc exactement 96’939’420’213’600’000/π, soit environ 3.085677581×1016 m. Un parsec vaut ainsi environ 3.26 années-lumière.