Thiên cầu

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Thiên cầu được chia bởi celestial equator

Trong thiên văn học và hàng hải, thiên cầu là một hình cầu tự quay tưởng tượng với "bán kính khổng lồ", đồng tâm với Trái Đất. Tất cả các thiên thể trên bầu trời có thể được coi là nằm trên hình cầu này. Hình chiếu của xích đạo và cực địa lý lên thiên cầu là xích đạo bầu trời và các cực bầu trời.

Nhiều xã hội cổ đại tin rằng các ngôi sao là cách xa Trái Đất như nhau và thiên cầu là mô hình thực tế của vũ trụ. Mô hình này là sự trừu tượng hóa hữu ích nhưng không chính xác. Mọi thứ người ta nhìn thấy trên bầu trời là rất xa đến mức các khoảng cách của chúng không thể đánh giá chỉ bằng cách nhìn vào chúng. Do khoảng cách tới chúng là không rõ, người ta cần biết hướng về phía thiên thể để định vị chúng trên bầu trời. Theo nghĩa này, mô hình thiên cầu là một công cụ rất thực tế cho thiên văn học phương vị.

Do Trái Đất tự quay xung quanh trục của nó nên các thiên thể trên thiên cầu sẽ dường như tự quay xung quanh các cực bầu trời với chu kỳ 24 giờ; đây là chuyển động hàng ngày. Ví dụ, Mặt Trời sẽ dường như mọc ở hướng đông và lặn ở hướng tây, cũng giống như các ngôi sao, các hành tinh và Mặt Trăng. Cứ mỗi đêm kế tiếp, một ngôi sao đã cho nào đó sẽ mọc khoảng 4 phút sớm hơn so với thời điểm mọc của nó trong đêm hôm trước. Thêm vào cùng với chuyển động hàng ngày là chuyển động thực của các thiên thể do chúng cũng thay đổi vị trí tương đối của mình so với Trái Đất. Ví dụ, trong hành trình cả một năm của mình, tương đối so với các ngôi sao, Mặt Trời sẽ đi theo một vòng tròn lớn (còn gọi là đường hoàng đạo).

Thiên cầu được chia đôi bằng cách chiếu xích đạo vào trong không gian. Điều này chia thiên cầu thành Bắc thiên cầu và Nam thiên cầu. Tương tự, người ta cũng có thể xác định hạ chí tuyến bầu trời, đông chí tuyến bầu trời, cực bắc bầu trời và cực nam bầu trời.

Do Trái Đất tự quay từ tây sang đông, thiên cầu sẽ tự quay (biểu kiến) từ đông sang tây. Nếu một ngôi sao nào đó đủ gần với cực bầu trời phía trên đường chân trời thì ngôi sao này cũng sẽ luôn luôn nằm trên đường chân trời và quay vòng quanh cực; các ngôi sao như thế gọi là sao quanh cực.

Các hướng về phía các thiên thể khác nhau trên bầu trời có thể định lượng bằng cách tạo ra hệ tọa độ bầu trời.

[sửa] Quan sát bầu trời

Vì Trái Đất hình cầu và luôn quay quanh một trục từ Bắc đến Nam nên chúng ta chỉ có thể nhìn thấy sao nằm bên trên bán cầu mà chúng ta sống. Thí dụ, phía Bắc thấy chòm sao Đại Hùng và không thấy chòm sao Nam Thập Tự, ngược lại phía Nam chỉ thấy chòm sao Nam Thập Tự mà không thấy chòm sao Đại Hùng.