변하는 거리와 고정된 단위
지구의 궤도는 완전한 원이 아니므로 태양과 지구 사이의 실제 거리는 공전 중 변한다. 따라서 어느 순간 측정한 두 천체 사이의 거리를 항상 1천문단위로 놓아서는 안 된다.
현재 정의는 정확한 길이 값이다. 지구 궤도나 태양계 관측값이 더 정밀해져도 단위 자체의 미터 값이 그때마다 변하는 방식은 아니다.
태양계의 크기를 비교할 때
수많은 킬로미터 대신 천문단위를 사용하면 행성 궤도의 상대적인 크기를 읽기 편하다. 궤도 긴반지름과 두 행성 사이의 순간 거리는 서로 다른 양이라는 점도 함께 구별해야 한다.
예를 들어 두 행성이 태양을 기준으로 같은 방향에 있는지 반대 방향에 있는지에 따라 서로 사이의 거리가 달라진다. 각 궤도의 크기만 빼서 모든 시점의 거리를 구할 수는 없다.
빛의 이동 시간과 환산
1천문단위를 진공의 빛이 이동하는 데는 약 499초가 걸린다. 약 8분 19초라는 시간은 이 고정된 길이를 빛의 속력으로 나눈 환산값이다.
이 수치는 모든 지구와 태양 사이 신호가 늘 정확히 같은 시간에 도달한다는 뜻은 아니다. 실제 전파 시간에는 그 순간의 위치와 전파 경로가 관련된다.
정의와 관측의 역할
2012년 국제천문연맹의 결의는 천문단위를 고정된 미터 값의 길이로 정했다. 단위를 고정하는 일은 행성의 위치나 태양의 중력 관련 매개변수를 관측하는 일과 별개다.
별 사이처럼 훨씬 큰 간격에는 광년이나 파섹이 편리하다. 단위의 선택은 크기와 연구 목적에 맞추는 것이며, 물리적으로 다른 종류의 공간을 뜻하지 않는다.