Dalla volta celeste alle sfere dell'astrometria

volta celesteIl cielo, come ci appare all'osservazione ad occhio nudo, sembra una superficie continua sulla quale sono situate le stelle e gli altri corpi celesti, una cupola emisferica limitata dal piano dell'orizzonte fisico e centrata sull'osservatore. Il fenomeno del movimento apparente dei corpi celesti, che sorgono e tramontano oppure che ruotano attorno al polo, suggerisce che la volta celeste sia solo la metà visibile di una sfera che ruota attorno a noi, sulla cui superficie interna sono disposte le stelle. Questa immagine "primitiva" e infantile, nella storia del pensiero umano evolverà in un modello dapprima fisico e poi matematico del cosmo: la sfera celeste.

L'evoluzione della geometria sferica applicata alla sfera celeste ha permesso lo sviluppo parallelo dell'astronomia sferica, il più antico settore dell'astronomia, in grado di analizzare  e risolvere numerosi problemi non solo di posizione degli astri ma anche di navigazione celeste.

 

 

 

 

sfera celesteIl modello matematico è quello di una sfera di raggio arbitrariamente grande, sulla quale si proiettano le direzioni degli astri, mentre si trascura la loro distanza effettiva dall'osservatore. 

Le direzioni degli astri (ad esempio A e B) sono definite dalle loro proiezioni (rispettivamente A' e B') sulla sfera celeste, lungo le rette che congiungono l'osservatore con gli astri.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sferacelestegeocDefinire la sfera celeste come una sfera di raggio arbitrariamente grande, quando si trascurano le distanze effettive degli astri, equivale a dire che il raggio della Terra è arbitrariamente piccolo, il centro della sfera celeste diventa indifferentemente il luogo dell'osservazione o il centro della Terra.

Nell'astronomia sferica tradizionale, quando si fa riferimento ad astri molto lontani,  o quando si possono trascurare gli effetti di parallasse, e in tutti i casi in cui la distanza effettiva degli astri non ha importanza, il centro della sfera può coincidere con il centro della Terra.

In astrometria, invece, è necessario definire la posizione del centro che è anche l'origine degli assi di riferimento: a seconda delle circostanze e delle precisioni richieste, la sfera celeste può essere centrata sull'osservatore (sfera locale o topocentrica), sul centro della Terra (sfera geocentrica), sul centro del Sole (sfera eliocentrica), nel baricentro del Sistema Solare (sfera baricentrica) o in qualsiasi altra posizione.