Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Она состоит из больших звёздных систем – галактики метагалактик, которые живут по своим космическим законам: рождаются, совершают долгий путь своего развития и, наконец, прекращают своё существование, чтобы на смену отжившим мирам пришли новые. Эта смена является закономерным явлением космоса, ей подвластны как крупные космические величины, так и самые малые. Наша Земля, являясь частицей Космоса, проходит те же ступени развития.

Наша Солнечная система – маленькая частица Галактики, в которую входят все звёзды, видимые невооружённым глазом и в телескоп. В её составе находятся и те звёзды, из которых состоит серебристая полоса Млечного Пути. В центре нашей Галактики находится ядро – огромное уплотнённое скопление звёзд диаметром 1000 – 2000 парсек. Оно расположено от нас на расстоянии почти 30 тыс. св. лет и направлено в сторону созвездия Стрельца.

По отношению к звёздам наша Солнечная система движется в направлении созвездий Лирыи Геркулеса. Направление, в котором движется Солнечная система, называется апексомдвижения. В направлении апекса звёзды в среднем приближаются к нам со скоростью 20 км/с, а в противоположном направлении они с такой же скоростью в среднем удаляются от нас.

Все звёзды Галактики обращаются вокруг её центра. Солнечная система совершает полный оборот вокруг центра Галактики примерно за 180 млн. лет со скоростью около 250 км/с. Только одна Полярная звезда почти не меняет своего положения относительно горизонта. Другие же звёзды описывают в течение суток полный круг с центром вблизи Полярной звезды, в отличие от планет, в древности считались неподвижными. Теперь мы знаем, что движутся не только отдельные звёзды, но и целые галактики, в том числе и наша. Собственным движением звезды называется её угловое перемещениепо небу за один год. Оно выражается долями секунды дуги в год.

Крупные звёздные системы называются созвездиями. Это известные с древности группы звёзд, которые находятся в определённых областях неба в пределах установленных границ. Звёздное небо, видимое нами с Земли, условно разделено на 88 созвездий, двенадцать из которых называются зодиакальными. Они составляют так называемый зодиакальный круг, или просто Зодиак. Зодиак в переводе с греческого означает «звериный круг». Свои названия зодиакальные созвездия получили ещё в древности. Это Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы.

Небесная сфера – это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой находится в точке наблюдения ( рис. 3.1). Плоскость, проведённая через центр небесной сферы перпендикулярно к отвесной по отношению к поверхности земли линии, образует на пересечении с небесной сферой большой круг, называемый математическимили истинным горизонтом.

Отвесная линия пересекается с небесной сферой в двух диаметрально противоположных точках – зенита Zи надира Z'. Зенит находится точно над головой наблюдателя, надир скрыт земной поверхностью.

Суточное вращение небесной сферы является отражением вращения Земли и происходит тоже вокруг земной оси, но в обратном направлении, то есть с востока на запад. Ось вращения небесной сферы, совпадающей с осью вращения Земли, называется осью мира.

Северный полюс мира Р направлен на Полярную звезду (0°51 от Полярной звезды). Южный полюс мира Р' находится над горизонтом южного земного полушария и из северного полушария не виден.

Рис.3.1. Пересечение небесного экватора и небесного меридиана с истинным горизонтом

Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира, называется небесным экватором, который совпадает с плоскостью земного экватора. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария – северное и южное. Небесный экватор пересекается с истинным горизонтом в двух точках, которые называются точками востока Еи запада W. В точке востока небесный экватор поднимается над истинным горизонтом, а в точке запада опускается за него.

Большой круг небесной сферы, проходящий через полюс мира (РР'), зенит и надир (ZZ'), называется небесным меридианом, который отражается на земной поверхности в виде земного (географического) меридиана. Небесный меридиан делит небесную сферу на восточную и западную и пересекается с истинным горизонтом в двух диаметрально противоположных точках – точке юга (S) и точке севера (N).

Прямая линия, проходящая через точки юга и севера и являющаяся линией пересечения плоскости истинного горизонта с плоскостью небесного меридиана, называется полуденной линией.

Большой полукруг, проходящий через полюсы Земли и какую-либо точку на её поверхности, называется меридианомданной точки. Меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, главную обсерваторию Великобритании, называется нулевымили начальныммеридианом. Нулевой меридиан и меридиан, отстоящий от нулевого на 180°, делят поверхность Земли на два полушария – восточноеи западное.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого совпадает с плоскостью земной орбиты вокруг Солнца, называется плоскостью эклиптики. Линия пересечения небесной сферы с плоскостью эклиптики называется линией эклиптикиили просто эклиптикой( рис. 3.2). Эклиптика – слово греческое и в переводе означает затмение. Данный круг назвали так, потому что затмения Солнца и Луны происходят тогда, когда оба светила находятся вблизи плоскости эклиптики. Для земного наблюдателя вдоль эклиптики происходит видимое годовое движение Солнца. Линия, перпендикулярная плоскости эклиптики и проходящая через центр небесной сферы, образует в точках пересечения с ней Северный (П) и Южный (П') полюсы эклиптики.

Линия пересечения плоскости эклиптики с плоскостью небесного экватора пересекает поверхность земной сферы в двух диаметрально противоположных точках, называемых точками весеннегои осеннегоравноденствия. Точку весеннего равноденствия принято обозначать

(Овен), точку осеннего равноденствия –

(Весы). Солнце в этих точках бывает соответственно 21 марта и 23 сентября. В эти дни на Земле день равен ночи. Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствия на 90°, называются точками солнцестояний(22 июля – летнее, 23 декабря – зимнее).

Плоскость небесного экватора наклонена к плоскости эклиптики на угол

– 23°27'. Наклон эклиптики к экватору не остаётся постоянным. В 1896 году при утверждении астрономических постоянных было решено наклон эклиптики считать равным 23° 27' 8,26''.

Вследствие воздействия на Землю сил притяжения Солнца и Луны он постепенно изменяется в пределах от 22°59' до 24°36'.

Рис.3.2. Плоскость эклиптики и её пересечение с плоскостью небесного экватора

Для определения местонахождения небесного тела используют ту или иную систему небесных координат. В зависимости оттого, какой из кругов небесной сферы выбирается для построения координатной сетки, эти системы называются эклиптической системой координатили экваториальной. Для определения координат на земной поверхности используют географическую систему координат. Рассмотрим все указанные системы.