(1a)  La Sphère Céleste    

    Le soleil se déplace lentement dans ces figures, en en faisant le tour en un an, toujours sur le même trajet par rapport aux étoiles ("l'écliptique"). Les anciens y avaient distingué 12 constellations, dont la plupart ont des noms d'animaux, et il est donc connu comme " zodiaque ", "cercle des animaux." Le soleil reste environ un mois dans chaque "signe du zodiaque." La lune se déplace près du trajet du soleil, mais fait le tour de la terre en un mois. Quelques astres remarquables suivent aussi ce trajet : les planètes, nous y reviendrons plus tard .Tous les autres objets célestes sont bien fixés et ne se déplacent pas l'un par rapport à l'autre, formant le "firmament."

    Par un heureux hasard, une étoile assez lumineuse est visible près du pôle céleste nord -- l'étoile polaire, (dite aussi étoile du nord). Elle n'est pas exactement au pôle, mais son cercle quotidien étant très petit , on peut considérer qu'il y est, le plus souvent  : Elle est presque - le pivot autour duquel le ciel tourne dans sa totalité..

    Tout ceci se simplifie si on se rappelle que c'est la terre qui tourne, pas le ciel. La terre tourne autour de l'axe des pôles , dans une certaine direction du ciel, qui est également celle de l'étoile polaire (ou plus exactement ,celui du pôle céleste nord). Pendant que la terre tourne, entraînant l'observateur (par exemple, dans le schéma, de B vers A), cette direction toujours fait le même angle avec l'horizon et indique toujours le nord. Par conséquent l'étoile polaire reste toujours au même point -- au nord de l'observateur, et à la même hauteur au-dessus de l'horizon.

Plus vous êtes prés de l'équateur, plus l'étoile polaire est proche de l'horizon, et à l'équateur (point C) elle est sur l'horizon, probablement non facile à voir. Plus au sud, aux points tels que D, elle n'apparaît plus, mais alors on peut apercevoir le pôle méridional du ciel. Malheureusement, aucune étoile lumineuse comparable à l'étoile polaire n' y est placée. L'existence d'une étoile lumineuse près du pôle céleste nord est juste un accident chanceux, et comme il sera vu, cela n' a pas toujours été ainsi, et ne le sera plus dans quelques milliers d'années .

     Le schéma ci-dessus indique clairement que lorsque nous observons de nuit l'étoile polaire depuis différentes positions (telles A ou B),il n'y a aucune différence apparente dans sa localisation dans le ciel, tellement elle est éloignée. Si la terre ne tournait pas autour de son axe mais suivait une ligne parallèle à A ou B, le ciel ne semblerait pas différent

Telescope monté en équatorial.   Pour suivre une étoile,   il suffit de le tourner autour de son axe polaire.

   La rotation du ciel apparaît très, très lente àl'oeil (elle est plus apparente pour les levers et couchers du soleil ou de la lune . Cependant un télescope augmente considérablement cette vitesse apparente de rotation, et toute étoile observée par son intermédiaire dérive rapidement au bord du champ visuel et disparaît, à moins que la direction de visée ne soit constamment ajustée. Cela est habituellement automatiquement pratiqué: en tournant le télescope autour d'un axe parallèle à la rotation de la terre , parce que un déplacement parallèle corrige la rotation apparente des étoiles, comme expliqué ci-dessus.

    Pour rendre ce réglage facile, un télescope pour l'astronomie (présenté ci-dessus) est monté très différemment d'un télescope d'arpenteur (un "théodolite," ci-dessous). Un théodolite a en principe deux axes,l' un lui permet de balayer toutes les directions horizontales sur plus de 360 degrés, l'autre le règle en hauteur et lui permet de repérer des référence plus hautes que ce qu'il étudie, comme des sommets de montagne. Un télescope pour l' observation des étoiles (ci-dessus) a également deux axes perpendiculaires, mais le principal ("l'axe équatorial") est incliné et se dirige vers l'étoile polaire. Il est donc parallèle à l'axe de la terre. Tandis que la sphère céleste tourne, un mécanisme d'horloge (ou dans les télescopes bon marché, la main de l'observateur actionnant une manette appropriée) tourne le télescope à vitesse convenable, maintenant les mêmes étoiles dans le champ visuel.

Un vieux télescope   de surveillance(theodolite).

    Tous les étoiles ont des positions fixes sur la sphère céleste. Les premiers observateurs du ciel avaient noté déjà que certaines se déplaçaient un peu : les Grecs antiques les avaient appelées des "planètes", des "  astres errants ". Leurs noms d aujourd'hui viennent des Romains, qui les avaient baptisés du nom de leurs dieux principaux -- Mercure, Venus, Mars, Jupiter et Saturne. Mercure et Venus sont toujours près du soleil et ne peuvent qu'être vus juste après le coucher ou avant lever du soleil. Mercure en est si proche que la majeure partie de l'année on ne peut pas le voir du tout, parce qu'il est noyé dans la luminosité du ciel.Venus est la plus lumineuse de toutes les autres étoiles (Vous pouvez la voir même pendant la journée, avec des conditions appropriées et en la visant exactement ), suivie par Jupiter.

   Vous pouvez démontrer la rotation d'ouest en est en prenant une pomme ou un autre fruit pour représenter la terre. Tenez la queue verticale, elle figure l'axe de la terre, pôle nord en haut -- et marquez deux points dans la moitié nord : New York et, légèrement dans le sens des aiguilles d'une montre (= à l'ouest) , San Francisco. Vous pouvez utiliser une lampe comme "soleil," ou même l' imaginer .

Quand c'est midi à New York, le soleil est presque au dessus de New York mais il n'est que 9 h du matin à "San Francisco." Trois heures plus tard, la terre a tourné et c'est maintenant midi à "San Francisco," avec le soleil au dessus. Pour arriver à cette position, San Francisco doit tourner jusqu'à la position ou était New York auparavant, d'ouest en est.