天球

在漆黑的夜空下仰卧，群星仿佛画在一个巨大穹顶的内壁上，都在同一距离处，整夜缓缓掠过头顶旋转。它们当然不是如此——有些在几十光年外，有些在数千光年外——但为了寻找和指向天体，假装它们都坐落在环绕地球的一个巨大球面上，是极其有用的。这层想象中的壳，就是天球。

在这个球面上，重要的只是方向，而非距离。我们把地球自身的参考线向外投影到它上面：地球赤道成为天赤道，地球自转轴指向南北天极，天空看上去就绕着天极旋转（北天极靠近北极星）。地球每天自转一周，整个天球看上去就朝相反方向旋转一周，这就是恒星东升西落的原因。地球一年绕太阳运行，太阳看上去便在球面上描出一条路径，称为黄道。

天球是一切位置天文学所搭建的舞台。因为它把天空简化为纯粹的方向，便让我们能建立一张固定的坐标网格——赤经与赤纬——来明确无误地标注任何一颗恒星的位置，正如经纬度标注地球上的任何一处。它公开地只是一个模型、一种方便的虚构：没有什么真的附着在球面上，而那看似每日的旋转，是地球的自转、而非天空的。但作为一张方向之图，它精确无误，并支撑着每一台望远镜的指向。