Dans l'atmosphère terrestre, la vitesse d'un avion se mesure en mach par comparaison à la vitesse du son qui dépend elle-même de la densité et de la température de l'air. A haute altitude et dans un air à basse température, la vitesse du son est d'environ 300 mètres par seconde, soit près de 1 100 Km/h (mach 1). Pendant longtemps, cette vitesse parut infranchissable mais le mur du son fut pour la première fois dépassé par le pilote d'essai américain Chuck Yaeger en 1947 à bord d'un avion Bell X 1. Depuis 1967, le record de vitesse est détenu par le pilote d'essai américain Pete Knight qui, vingt ans après la performance de Yaeger, a atteint la vitesse de mach 6,7 à bord d'un avion X 15 A2.

Dans l'espace, les vitesses les plus élevées ont été celles atteintes à 40 000 km/h par les vaisseaux Apollo pour échapper à la force gravitationnelle de la terre. Mais l'immensité de l'espace a rendu nécessaire l'utilisation d'un système de mesure mieux adapté aux grands nombres que le système métrique. La principale mesure de référence est la vitesse de la lumière dans le vide, appelée c, dont Einstein a démontré qu'elle est une constante universelle: c = 299 792, 458 km/s. Les mesures de distance suivantes sont en outre utilisées:

  l'année-lumière: distance parcourue par la lumière pendant une année.

une al = 9 461 milliards km

  le parsec: distance à la terre d'une étoile dont la parallaxe est d'une seconde (la parallaxe est l'angle sous lequel serait vu depuis une étoile la longueur du rayon de l'orbite terrestre).

un parsec = 30 857 milliards km = 3,26 al

  l'unité astronomique: distance moyenne de la terre au soleil.

une ua = 149,6 millions km = 500 secondes-lumière

quelques distances dans l'espace:

• terre-lune: 384 400 km = 1seconde-lumière
• terre-mars: 79 millions km = 4 minutes 30-lumière
• soleil-pluton: 5,9 milliards km = 5 heures 30-lumière
• proxima du centaure: 4,2 al
• sirius: 8,6 al
• altair: 16 al
• véga: 25 al
• aldébaran: 65 al
• bételgeuse: 427 al
• polaris: 431 al
• antarès: 604 al
• rigel: 773 al
• deneb: 3 229 al
• centre voie lactée: 27 000 al
• le grand nuage de magellan: 170 000 al
• galaxie d'andromède: 2,9 millions al
• galaxie du sombrero: 50 millions al
• quasar 3c273 : 2 milliards al
• quasar J 1030+0524 (le plus lointain connu): 14,5 milliards al
• limite de l'univers connu: 15 milliards al