天球
tiān qiú
天球是一个包围地球的假想球面，恒星看起来仿佛都位于这个球面上，用来描述天体的位置和天空的周日运动。
Definition
天球是一个包围着地球的假想大球，所有恒星仿佛都被画在了它的内壁上，用来描述天空中天体的位置；随着地球自转，整个天球看起来就像在绕着我们旋转。天球的南北天极正好位于地球两极的正上方，天球赤道是地球赤道的投影，恒星之所以每天绕天极转一圈，是因为地球每天自转一周。天球是赤道坐标系的参考框架：赤纬以天球赤道以北或以南的角度来表示，赤经则从春分点起，向东以小时为单位计量（$24^\text{h} = 360^\circ$）。黄道，也就是太阳在天空中每年运行的视路径，与天球赤道之间有 $23.5^\circ$ 的夹角；由于岁差的作用，春分点每年向西移动约 $50$ 角秒，因此坐标数值通常要指明所用的标准历元，比如J2000.0。
Example
北极星几乎正好位于天球的北天极上，因此整夜几乎都停在原地不动，而其他恒星则围绕着它转动。夏洛特位于北纬 $35^\circ$，北极星在夏洛特天空中高出北方地平线约 $35^\circ$；距天极不超过 $35^\circ$ 的恒星永远不会落下，而距南天极不超过 $35^\circ$ 的恒星则永远不会升起。天狼星的赤经约为 $6^\text{h}\,45^\text{m}$，赤纬约为 $-16.7^\circ$，因此在夏洛特能看到的它的最大地平高度约为 $90^\circ - 35^\circ - 16.7^\circ \approx 38^\circ$，位于南方地平线之上。
Key Insight
恒星实际上并非都处于同一个距离，天球只是一种方便使用的图景，就像天文馆里的穹顶一样。天极在你所在地平线以上的高度，正好等于你所在的纬度，这一事实曾被水手们用于导航，比GPS早了好几个世纪。天球以地球为中心，只是一种坐标上的约定，就像经纬度以地球为中心一样，因为望远镜真正需要对准的，是天空中的方向，而不是距离。