Esfera celeste
Observando el cielo en una noche despejada es posible admirar a simple vista que el firmamento parece tener forma de esfera, donde se posan las estrellas y bajo la cual nos ubicamos nosotros. ¿Por qué sucede esto?
El primer paso para comprender este fenómeno es investigar y analizar la visión humana y sus restricciones. La visión humana es capaz de entender y visualizar distancia mientras que sean comparables a la que existe entre la distancia de los ojos, en otras palabras como todos ya sabemos el ojo humano puede distinguir que persona u objeto se encuentra más cerca o más lejos del otro. El ser humano posee una visión estereoscópica de las cosas, esto sucede siempre que la distancia a ellos sea cercana.
Al visualizar objetos que se encuentran muy lejanos la distancia que existe entre los ojos resulta obsoleta para poder compara la distancia con dichos objetos lejanos, por lo que ambos ojos se comportan como si se tratase de uno solo y se pierde la capacidad de visión estereoscópica, es así que al tratarse de objetos muy lejanos al ojo humano resulta imposible para el ser humano distinguir cual se encuentra más cerca o más lejos de nosotros. Por este motivo es que todos los astros observables a simple vista en el cielo aparentan, para el ojo humano, estar a la misma distancia y ubicadas en una esfera. Esta esfera es denominada esfera celeste y es utilizada en el campo de la astronomía como una gran herramienta.
El planeta tierra es un astro móvil, ya que se encuentra constantemente rotando sobre si misma y girando en torno al sol. A continuación veremos cuales son los efectos que tienen estos movimientos sobre la esfera celeste:
Al situar a un observador en una rampa con un eje coincidente al eje de rotación del planeta tierra el observador no podrá sentir el movimiento y además sentirá que el cielo gira ya que la rampa girará al mismo ritmo que el planeta. Además si el observador mira el cielo podrá ver que los astros se mueven en circulo alrededor de un punto en específico (por ejemplo en el hemisferio norte este punto es la estrella polar), también podrá ver, si mira el horizonte, que las estrellas cercanas al mismo se moverán paralelas a la línea del horizonte.
En el caso de que el eje fuera perpendicular al ecuador celeste el observador podrá ver (si dirige su mirada a alguno de los ejes de rotación) que los astros se encuentran girando alrededor de un punto coincidente con el eje de rotación. Al mirar hacia el horizonte verá que las estrellas surgen de forma recta y con un ángulo de 90º sobre un lado de la línea horizontal y que por el otro lado se ocultan realizando el mismo movimiento.
En cambio si la rampa se encontrase con una inclinación que difiera del eje de rotación se encontrará elevada sobre el horizonte la misma cantidad de grados que el ángulo de inclinación de la rampa. Los astros se observarán moviéndose con cierta inclinación (debido a la misma inclinación de la rampa).
Se llama polo celeste al corte del eje de rotación del planeta tierra proyectado en la esfera celeste (que puede ser norte o sur).