Sphère céleste - Définition et Explications

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La sphère céleste est une sphère imaginaire de rayons quelconques et dont le centre est occupé par la Terre. Ce concept astronomique, hérité de l'antiquité, permet de représenter tous les astres tel qu'on les voit depuis la Terre. Ainsi, il est possible de positionner les astres dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) en leur attribuant des coordonnées uniques.

Genèse du concept

La notion de sphère céleste (La sphère céleste est une sphère imaginaire de rayons quelconques et dont le centre est occupé...) a été inventée par les philosophes grecs de l'Antiquité. L'idée plaisait aux philosophes grecs pour qui la sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...) était une figure géométrique (Les figures géométriques sont un mode d'expression décoratif développé par les civilisations...) parfaite. Toute la cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...) grecque fut donc basée sur un modèle de sphères concentriques autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), dont la sphère des fixes qui correspond peu ou prou à la sphère céleste actuelle.

Durant l'Antiquité et le Moyen Âge, les étoiles étaient donc considérées comme équidistantes de la Terre et cette sphère comme une représentation exacte de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Même si on sait maintenant que ce modèle est faux, elle reste une abstraction ( En philosophie, l'abstraction désigne à la fois une opération qui consiste a isoler par la...) très utile. En effet, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) ce que nous voyons dans le ciel est très éloigné de nous et la distance est impossible à mesurer juste en regardant. Puisque ces distances sont indéterminées, il est seulement nécessaire de savoir la direction de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) pour le localiser dans le ciel. Dans ce sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...), le modèle de la sphère céleste est un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) très pratique pour l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) de position.

Le système de représentation

Pendant que la Terre tourne sur son axe, les objets sur la sphère céleste semblent tourner autour des pôles célestes en 24 heures : c'est le mouvement diurne apparent. Par exemple, le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) semble toujours se lever à l'est et se coucher à l'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se...), tout comme les étoiles, les planètes et la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...). Toutefois, à cause de la différence existant entre le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) solaire et le temps sidéral, chaque nuit une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire,...) se lèvera 4 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un...) plus tôt qu'elle s'est levée la nuit précédente.

Dans le système de représentation de la sphère céleste, la Terre est considérée comme immobile et c'est la sphère céleste qui tourne autour de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...). L'axe de rotation passe par les pôles géographiques, et sa projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de...) sur la sphère céleste est définie comme correspondant aux pôles célestes. α Ursae Minoris, plus connue sous le nom d'étoile polaire, est tellement proche du pôle nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus...) céleste qu'elle semble immobile dans le ciel. De la même manière, l'équateur céleste correspond à la projection de l'équateur terrestre sur cette sphère. Cet équateur partage la sphère céleste en deux parties : l'hémisphère céleste nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et hémisphère céleste sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.). D'une manière générale, on peut projeter n'importe quel point (Graphie) de la Terre sur la sphère céleste. La verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le...) d'un point de la Terre, sauf pour les pôles, trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le...) un parallèle sur cette sphère au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île...) et à mesure de sa rotation.

Tous les astres peuvent être également représentés sur la sphère céleste, y compris le Soleil, et on appelle zodiaque (Le zodiaque est la zone du ciel autour de l'écliptique où, vus depuis la Terre, le...) la projection de la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) du Soleil sur la sphère céleste. L'inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un...) de la Terre par rapport à l'écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du...) fait que le zodiaque ne se confond pas avec l'équateur céleste. Ces deux tracés se croisent au moment des équinoxes, qui marquent les débuts du printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le...) et de l'automne (L'automne est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'été et...). Ces croisements correspondent au moment où la durée des jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) est égale à la durée des nuits sur l'équateur. Le croisement de printemps est appelé point vernal ; le méridien (En géographie, un méridien est un demi grand cercle imaginaire tracé sur le globe...) du point vernal (Le point vernal, (noté γ ou g), est un des deux points de la sphère céleste où...) est aussi appelé origine des ascensions droites.

Le système de coordonnées

Tous les astres peuvent être projetés sur la sphère céleste. Ils y sont alors identifiés par un couple de coordonnées composé de la déclinaison et de l'ascension droite (En astronomie, l'ascension droite (a ou α) est un terme associé au système de coordonnées...). Ces coordonnées sont les équivalents de la latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre...) et de la longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre...) sur Terre.

  • La déclinaison est un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...), positif ou négatif, qui correspond à la distance apparente entre l'astre en question et l'équateur céleste ; elle est mesurée en degrés, minutes et secondes d'arc.
  • L'ascension droite est une grandeur de temps calculée en heures (L'heure est une unité de mesure  :), minutes et secondes. Elle correspond au temps que mettrait la sphère céleste pour que la projection d'un point fixe (En mathématiques, pour une application f d’un ensemble E dans lui-même, un élément x de E...) sur Terre passe du méridien du point vernal au méridien sur lequel se trouve l'astre observé, la sphère céleste étant bien sûr divisée en vingt-quatre heures.
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