ĐỊA CHỈ CÁC TINH TÚ TRÊN TRỜI
Làm thế nào để có thể mô tả chính xác vị trí các tinh tú trên bầu trời? Phải hướng cái nhìn hoặc kính thiên văn vào chỗ nào để nhìn thấy cái mà người quan sát quan tâm?
Tốt nhất là biểu đạt vị trí bằng các con số. Các nhà toán học từ lâu đã áp dụng phương pháp này, đó chính là phương pháp tọa độ. Giả sử, cần mô tả vị trí của một điểm trên mặt phẳng. Ta chọn trên mặt phẳng đó hai đường thẳng cắt nhau (tốt nhất là cắt nhau theo góc vuông) và lấy một đoạn nhất định làm đơn vị độ dài. Các đường thẳng này được gọi là các trục tọa độ, còn điểm giao nhau của chúng là gốc tọa độ. Bây giờ ta kẻ qua điểm phải xác định vị trí hai đường thẳng song song với các trục tọa độ. Mỗi đường thẳng trong số đó cắt một trục tọa độ. Ta đo độ dài các đoạn thẳng tính từ gốc tọa độ đến các điểm giao nhau, sau khi đã gán cho chúng dấu “dương” hoặc “âm” tùy thuộc vào vị trí của chúng so với gốc tọa độ. Các con số này sẽ là tọa độ của điểm nói trên. Các điểm khác nhau dứt khoát phải có tọa độ khác nhau. Một cặp số bất kỳ được chọn làm tọa độ sẽ tương ứng với một điểm nào đó trên mặt phẳng.
Cũng có thể lập một hệ tọa độ tương tự trong không gian. Lúc đó vị trí của một điểm sẽ được ấn định bằng ba chữ số biểu hiện các khoảng cách tới ba mặt phẳng vuông góc với nhau.
Có điều là đối với tương quan vị trí của các sao trên trời ta không thể biết được ngôi sao này cách ngôi sao khác bao nhiêu mét, hay kilômet hay năm ánh sáng. Hai ngôi sao có thể ở rất xa nhau, nhưng lại gần như ở cùng một hướng xét từ Trái Đất, và khi ấy ta thấy chúng ở cạnh nhau trên trời. Vậy là chính phương hướng biểu đạt vị trí biểu kiến của các tinh tú. Ta có thể diễn đạt phẳng hướng bằng số nhờ sự trợ giúp của các góc. Giả sử có hai tia sáng xuất phát từ cùng một điểm (mắt người quan sát) hướng tới hai tinh tú trên trời. Góc nằm giữa hai tia sáng ấy được gọi là khoảng cách góc giữa các thiên thể. Góc mà nhỏ thì các tinh tú ở gần nhau; góc mà lớn thì chúng ở xa nhau trên vòm tròi. Có những hệ tọa độ mà vị trí của vật thể được xác định không phải bằng các đại lượng đo độ dài, mà là các đại lượng đo góc, chẳng hạn, tọa độ địa lý – các vĩ độ và kinh độ - là những góc xác định vị trí của một điểm trên bề mặt địa cầu. Có thể áp dụng tương tự như thế trên bầu trời.
Loài người từ lâu đã không còn quan niệm trời là một cái vòm được trang điểm bằng các tinh tú và bao quanh Trái Đất. Tuy nhiên, để mô tả tương quan vị trí và chuyển động biểu kiến của các tinh tú thì việc gắn tất cả chúng lên mặt trong của một vòm cầu tưởng tượng có bán kính cực kỳ lớn, còn vị trí người quan sát ở tâm của vòm cầu đó rất thuận tiện. Cái vòm cầu đó được gọi là thiên cầu và người ta áp dụng hệ tọa độ góc tương tự như hệ tọa độ địa lý lên trên đó.
