天球

在漆黑的夜空下仰臥，群星彷彿畫在一個巨大穹頂的內壁上，都在同一距離處，整夜緩緩掠過頭頂旋轉。它們當然不是如此——有些在幾十光年外，有些在數千光年外——但為了尋找和指向天體，假裝它們都坐落在環繞地球的一個巨大球面上，是極其有用的。這層想像中的殼，就是天球。

在這個球面上，重要的只是方向，而非距離。我們把地球自身的參考線向外投影到它上面：地球赤道成為天赤道，地球自轉軸指向南北天極，天空看上去就繞著天極旋轉（北天極靠近北極星）。地球每天自轉一週，整個天球看上去就朝相反方向旋轉一週，這就是恆星東升西落的原因。地球一年繞太陽運行，太陽看上去便在球面上描出一條路徑，稱為黃道。

天球是一切位置天文學所搭建的舞台。因為它把天空簡化為純粹的方向，便讓我們能建立一張固定的座標網格——赤經與赤緯——來明確無誤地標註任何一顆恆星的位置，正如經緯度標註地球上的任何一處。它公開地只是一個模型、一種方便的虛構：沒有什麼真的附著在球面上，而那看似每日的旋轉，是地球的自轉、而非天空的。但作為一張方向之圖，它精確無誤，並支撐著每一台望遠鏡的指向。