Из-за орбитального движения Земли должно существовать кажущееся, параллактическое смещение звезд, если только расстояния до звезд не бесконечно велики. Измерение величины этого смещения, называемого годичным параллаксом, позволяет вычислить расстояния до звезд в радиусах земной орбиты.

Для этого он регулярно измерял положение сравнительно яркой звезды Гаммы Дракона.
В 1725 г. Брадлей действительно открыл смещение этой звезды, но совсем иного и, казалось, неожиданного характера. Звезда описывала в течение года круг радиусом около 20, но направление ее движения по этому кругу в каждый данный момент совпадало с направлением движения Земли по своей орбите. Как потом оказалось, все другие звезды, независимо от яркости и расстояния, описывают на небе такие же окружности. Было ясно, что этот род движения не имеет ничего общего с параллактическим, но сначала трудно было понять, что могло обозначать подобное явление. Однако во времена Брадлея уже было известно, что свет распространяется с конечной скоростью, которую довольно надежно измерил в 1675 г. датский астроном О. Ремер (1644—1710) по наблюдениям моментов затмений спутников Юпитера.

Брадлей скоро понял, что открытое им смещение звезд есть результат своеобразного сочетания скорости света со скоростью орбитального движения Земли. Если на нас сверху идет дождь, то куда бы мы ни двигались, необходимо всегда наклонять зонтик немного вперед, чтобы лучше защитить свое лицо от дождя.

Подобно этому при движении Земли в пространстве облучающие ее световые лучи также видимым образом должны слегка изменять свое направление, отклоняясь навстречу движению Земли. Величина этого отклонения определяется отношением скорости Земли к скорости света, т. е. 30 км/сек к 300 000 км/сек, и равняется примерно 1 : 10 000, или в угловой мере около 20",5, что и наблюдается в действительности.

Явление, открытое Брадлеем и названное годичной аберрацией, ничего не говорит о расстояниях до звезд, но бесспорно доказывает факт орбитального движения Земли.

Зная скорость света из непосредственный: опытов и величину аберрационной постоянной (20",5') из наблюдений, можно определить линейную скорость движения Земли по ее орбите, а эта скорость, согласно третьему закону Кеплера, зависит от массы Солнца и радиуса земной орбиты. Таким образом, если знать расстояние Земли от Солнца, то можно вычислить массу центрального тела нашей системы. Вместе с тем, определяя параллактическое смещение звезд, мы могли бы найти их расстояния от Земли тоже в единицах радиуса земной орбиты!

Для определения же этих расстояний в километрах нужно опять-таки знать длину радиуса земной орбиты. Таким образом, радиус земной орбиты представляет естественную единицу длины, называемую астрономической единицей, которую необходимо знать с наибольшей возможной точностью для того, чтобы через нее выразить масштаб всей нашей планетной системы, вычислить массу Солнца, массы планет и расстояния до звезд.

В 1716 г. упоминавшийся выше Э. Галлей предложил воспользоваться для этой цели прохождениями Венеры на фоне солнечного диска, что происходит при нижнем соединении планеты 4 раза за 243 года с интервалами в 8, 126 лет.

Во время прохождений Венера находится на наименьшем возможном расстоянии от Земли, равном всего 0,28 радиуса земной орбиты, и для наблюдателей, расположенных в разных местах земного шара, видна на диске Солнца по несколько различным направлениям, параллактические заметно смещаясь по отношению к гораздо более удаленному Солнцу. Измерив это смещение, можно вычислить расстояние до Венеры, а затем и до Солнца непосредственно в километрах, т. е. определить длину астрономической единицы. В XVIII столетии прохождение Венеры перед солнечным диском происходило 6 июня 1761 г. и 3 июня 1769 г. Различные страны организовали экспедиции в отдаленные местности земного шара. В организации наблюдений 6 июня 1761 г. деятельное участие принимал М. В. Ломоносов. Находясь в Петербурге, он лично наблюдал вступление Венеры на солнечный диск и впервые обнаружил ее атмосферу в виде яркого кольца, рассеивающего свет.

В следующем, XIX столетии было также два подобных прохождения — 9 декабря 1874 г. и 6 декабря 1882 г., и снова в наблюдениях этого явления принимали участие многие страны. По этому случаю Харьковская и Ташкентская обсерватории получили новые шестидюймовые рефракторы.

В результате этих международных работ уже в XIX столетии было получено довольно хорошее представление о размерах земной орбиты. Однако дело этим не ограничилось. Еще более точные данные удалось получить из наблюдений некоторых малых планет, или астероидов, во время их наибольших сближений с Землей.