Nebeská sféra

Rovník rozděluje Zemi na severní a jižní polokouli. Podobně je nebeská sféra rozdělena promítnutím rovníku do prostoru. Tím se sféra rozdělí na severní nebeskou polokouli a jižní nebeskou polokouli. Lze také lokalizovat nebeský obratník Raka, nebeský obratník Kozoroha, severní nebeský pól a jižní nebeský pól.

Země se kolem své osy otočí ze západu na východ za necelých 24 hodin. Zdá se, že nebeská sféra a všechny objekty na ní se otáčejí od východu na západ kolem nebeských pólů za stejnou dobu. Jedná se o denní pohyb (denní pohyb). Proto hvězdy vycházejí na východě a zapadají na západě (pokud není hvězda cirkumpolární). Následující noc určitá hvězda opět vyjde, ale vzhledem k tomu, že naše běžné hodiny běží ve 24hodinovém 0minutovém cyklu, stane se tak o něco méně než o 4 minuty dříve. Následující noc bude rozdíl činit 8 minut a tak dále každou další noc (nebo den).

Důvodem je to, že Slunce na nebeské sféře nestojí, zatímco hvězdy ano (až na nepatrný vlastní pohyb). Slunce se pohybuje přibližně 1° za den směrem na východ po velké kružnici známé jako ekliptika (což je 360° neboli celý kruh za jeden rok, roční pohyb Slunce). Protože úhel 1° odpovídá 4 minutám v čase (360° = 24 hodin), potřebujeme tedy čtyři minuty denního pohybu navíc, abychom Slunce viděli opět na stejném poledníku, takže doba trvání jedné otáčky je přesně 24 hodin (v průměru, bez ohledu na malé sezónní odchylky, viz rovnice času).

Běžné hodiny proto ukazují sluneční čas. Astronomové, kteří zkoumají pohyby hvězd, mohou chtít hodiny ukazující hvězdný čas, které se otočí jednou za 23h56m (jednotky slunečního času).

Nebeská sféra může také označovat fyzický model nebeské sféry nebo nebeského glóbu. Takové glóby mapují souhvězdí na vnější straně koule, což vede k zrcadlovému obrazu souhvězdí při pohledu ze Země. Nejstarším dochovaným příkladem takového artefaktu je glóbus ze sochy Farnese Atlas, kopie staršího díla z 2. století (helénistické období, cca 120 př. n. l.).