哥白尼雖然提出科學的日心宇宙體係，但他也不知道太陽離我們究竟有多遠。直到1650年才有一位比利時的天文學家溫德林利用改良儀器重新做了阿裏斯塔克的觀測，他所得的日地距離是月地距離的240倍，約為9600萬千米。這個數值的精確度雖有提高，但還是太小。
在近代天文學中，將太陽和地球之間的平均距離稱為一個“天文單位”，它是天文學中的一把“尺子”。現在，我們想要知道的便是這把尺子究竟有多長？我們需要的不再是像阿裏斯塔克那樣的粗略估計，而是要得到一個盡可能準確的數字。
在前麵講過“羿射九日”，假如羿這位大力土射出的箭和最快的飛機一樣快，它要飛多久才能到達太陽呢？
現代最快的飛機1秒可以飛1千米左右，17分就可以從北京直達上海。以同樣的速度飛行的神箭卻要4年零9個月才能飛到太陽。
孫悟空一個斤鬥就是十萬八千裏。可是，就連老孫也得翻上2700多個斤鬥才能到達太陽呢！
一個天文單位是很長的，光通過這樣一段距離要花499秒（也就是8分19秒）。我們知道地球上發出的激光脈衝射到月亮上隻需要1.28秒就夠了。
但是，測量太陽有多遠的方法與測月的辦法是完全不同的。因為太陽不像月亮，它的圓麵上沒有固定標記。所以，如果用三角法測量，那就沒有可供瞄準的精細目標，而月亮上的環形山是可以起到這種作用的。太陽黑子雖說也是日麵上顯著的特征，但是它像水中的漩渦，時而產生時而消失，並且它在太陽圓麵上的位置也並不嚴格固定，而是有漂移的。因此它也不能作為測量的瞄準目標。再則，太陽是一個極亮的光源，測量儀器直接以它為觀測對象，顯然很不方便。就目前而論，要向太陽這個灼熱的火球發射雷達訊號或者激光脈衝，並接收由太陽反射的回波訊號，就像雷達測月和激光測月那樣來測定太陽的距離，那還是很不現實的暢想曲。
不過，人們完全可以不這樣做。因為，三個半世紀之前已經問世的“開普勒行星運動三定律”恰恰在這裏又發揮了絕妙的作用。這裏正是它們的用武之地。
開普勒和他的三定律
開普勒幼年時體弱多病，因而損壞了視力。他17歲時進入杜賓根大學基督教神學院攻讀，1591年獲得學位。在天文學教授米海爾·麥斯特林秘密宣傳哥白尼學說的影響下，成了哥白尼的忠實信徒。1596年，開普勒寫了一本《宇宙的秘密》，承襲了畢達哥拉斯學派的“天球和諧”理論，書中雖然充滿了神秘氣氛，但仍清楚地表明他讚同哥白尼的日心宇宙體係。從此，開普勒便悉心探索各行星軌道之間的數字有何關係了。
開普勒發現，如果認為火星的軌道是圓形，則始終不能與第穀的觀測數據相符，隻有改用橢圓才能完全一致。這兩者的差異，僅僅為8個弧分。可是，正如開普勒本人所說：“就憑這8弧分的差異，引起了天文學的全部革新！”
開普勒又發現。行星在近日點處運行得最快，在遠日點處運行得最慢。但是行星與太陽的連線（這稱為行星的向徑）在同樣時間裏總是在橢圓內掃過相同的麵積。
1609年，開普勒便在他的《新天文學》一書中公布了他的頭兩條定律：
第一定律：行星運動的軌道是橢圓，太陽在它的一個焦點上。
第二定律：行星向徑在相等時間內掃過相等的麵積。這條定律又稱為“麵積定律”。
開普勒付出難以想象的艱巨勞動，在十幾年內一直試圖找出行星公轉周期與它們到太陽的距離之間的關係。他作了極為繁複的計算和嚐試，遭到無數的失敗之後，終於發現了行星運動的第三定律：
如果以年為單位計算行星的公轉周期T，以天文單位來量度該行星與太陽的平均距離a(不難看出，它正是行星軌道橢圓的半長徑），那麼周期的平方就恰好等於平均距離的立方。
開普勒將這條定律發表在1619年出版的一本書中，他意味深長地將這本書取名為《宇宙諧和論》。就像第穀為開普勒發現這三條定律奠定了觀測基礎一樣，開普勒的三大定律也為後來牛頓發現萬有引力定律築起升登彼岸的金橋。
偉人開普勒雖然對天文學作出卓越的貢獻（三定律便是這些貢獻中較重要的一部分），他的一生卻擾攘維艱。為了生活，他不得不終身為人占星卜命。然而，他本人卻決不相信占星術這門偽科學。1630年，他因經濟極度困難而長途跋涉，去向日耳曼議會求援，同年11月15日在貧病交加中死去。