La cosa più importante per capirle ed utilizzarle in modo razionale dipende dalla nostra capacità di trattare il cielo (la "volta" celeste) come se fosse una cupola al centro della quale ci troviamo noi e "solo noi" mentre altri, in altri paesi del globo, avranno la "loro" cupola, diversa dalla nostra.Una volta raggiunto il posto di osservazione corichiamoci su una sdraio e cerchiamo sulla nostra cupola alcuni punti importanti.
Cerchiamo prima di tutto la stella Polare e, una volta trovata, tracciamo una linea verticale immaginaria che congiunga questa stella con l'orizzonte, in questo modo sapremo che, dalla nostra postazione, il Nord si trova in direzione di quel monte, campanile, casetta od altro.
Se siamo dotati di uno strumento possiamo facilmente puntare il soggetto trovato a Nord e, traguardando lo strumento dal lato opposto, trovare un particolare che si trova sull'orizzonte Sud.
Questa è la direzione più importante per chi osserva il cielo (naturalmente dal nostro emisfero).
Osservando verso Sud, ovviamente, troveremo alla sinistra l'Est (il lato da cui vediamo sorgere gli astri) e alla destra l'Ovest (dove tramontano).
Rilevati i quattro punti cardinali, cerchiamo lo Zenit, cioè il centro della cupola, esattamente sopra la nostra testa, tracciando una linea (immaginaria!) che, partendo dal centro della Terra, attraversi il nostro corpo e raggiunga la volta celeste: ecco lo Zenit.
Fatto questo, se tracciamo una linea che partendo dal punto dell'orizzonte trovato a Nord, vada all'orizzonte Sud, passando per lo Zenit, troviamo il Meridiano Locale.
Ricordo a questo punto che tutti i dati e le linee che abbiamo trovato sino a questo momento si riferiscono alla posizione da noi occupata sulla superficie terrestre e sono dati utilizzabili esclusivamente da noi anche se sono linee tracciate sulla volta celeste.
Il meridiano locale, per gli astronomi, è la proiezione sulla volta celeste del meridiano terrestre che attraversa la nostra postazione ed ha precise coordinate relative al meridiano di Greenwich.
Con la tracciatura del Meridiano Locale, abbiamo, in parole povere, costruito la "lancetta" dietro alla quale ruota lo splendido quadrante cosparso di stelle del nostro orologio.
Ci ricordiamo quali sono i punti su cui si basano le coordinate terrestri?
Certo, i Poli (l'asse Terrestre) e l'Equatore (un cerchio).
Prolunghiamo allora l'asse terrestre in modo che raggiunga la nostra cupola e troveremo il Polo Celeste (quello Nord si trova in prossimità della Stella Polare) e, allo stesso modo, prolungando il piano giacente sull'Equatore, si traccerà una linea nel cielo chiamata Equatore Celeste (che passa molto vicino alla terza stella della cintura di Orione).
Questi dati, al contrario dei primi, sono gli stessi per tutti gli osservatori distribuiti sulla superficie terrestre, essendo chiaramente indipendenti dalla zona da cui si guarda la "cupola". A questo punto è semplice dedurre che la Volta Celeste è la parte a noi visibile della Sfera Celeste al centro della quale la Terra ruota facendo un giro completo in un giorno (siderale).
Non ci rimane che tracciare, su questa sfera, dei cerchi simili a quelli che ci permettono di individuare un punto sulla superficie terrestre ed ecco pronte le coordinate celesti.
La distanza dall'Equatore Celeste in direzione dei poli, si chiama Declinazione, viene misurata in gradi (°), minuti di grado (') e secondi di grado (") e, partendo dall'Equatore Celeste (0°) raggiunge il Polo Celeste Nord a (+) 90° e il Polo Celeste Sud a - 90°.
Ricordo che l'angolo di declinazione si trova su un piano passante per l'asse polare e che, trovandoci noi al centro della Sfera Celeste, siamo contemporaneamente al vertice dell'angolo indicato dalla Declinazione.
Come per la misura della longitudine con Greenwich, era necessario trovare un punto della Sfera Celeste su cui, per convenzione, basare le coordinate della Ascensione Retta. La scelta, per vari motivi, è caduta sul punto della Sfera Celeste in cui il Sole, nel suo percorso annuale lungo l'eclittica, incontra l'Equatore Celeste all'Equinozio di Primavera, tale punto è detto Punto Gamma o Punto d'Ariete.
La Ascensione Retta (A.R.) viene misurata in ore (h) minuti (m) e secondi (s) e si rileva, su di un piano perpendicolare all'asse polare, partendo da un "meridiano" che congiunge i poli celesti passando per il Punto Gamma.
Per motivi legati alla rotazione terrestre, questa misura è suddivisa in 24 ore, corrispondenti, sull'Equatore Celeste, ad un angolo di 15 gradi ciascuna (15 x 24 = 360).
Occorre ricordare, in ogni caso che, l'unità di misura dell'A.R. (ore, minuti e secondi) è una misura di spazio anche se, come vedremo, è molto legata alla misura del tempo.
Se noi guardiamo a Sud troveremo che la A.R., con cui gli astronomi hanno suddiviso la sfera celeste, ha valori più elevati per gli astri che si trovano verso Est (a sinistra).
Vi ricordate la definizione del meridiano locale?
Dal vostro punto di osservazione aspettate che un astro, di cui sono note le coordinate, attraversi il meridiano locale e, in quel momento, l'Ora Siderale Locale (h.s.l.) avrà gli stessi valori della A.R. dell'astro stesso.
Naturalmente, conoscendo l'h.s.l., e le coordinate dell'astro possiamo trovare il meridiano locale, ugualmente conoscendo l'h.s.l. e il meridiano locale avremo le coordinate dell'astro in esame.
Quali sono le differenze fra il Tempo Solare Medio, quello segnato dai nostri orologi, e il tempo siderale?
Un giorno di Tempo Solare Medio è l'intervallo di tempo trascorso (mediamente) tra un passaggio del Sole al Meridiano ed il successivo ed ha naturalmente la durata di 24ore.
Un giorno di Tempo Siderale è l'intervallo di tempo trascorso tra un passaggio di una stella al Meridiano ed il successivo ed ha una durata di circa 23 ore, 56 minuti e 4 secondi di tempo solare medio.
La misura della A. R., come per la longitudine, è data dalla misura di un angolo il cui vertice si trova sull'asse polare e, come nell'esempio del bastone e della corda, attorno ai poli troveremo, in poco spazio, stelle la cui A.R. ha valori molto diversi tra loro.
Nell'esempio della partenza per Los Angeles possiamo paragonare gli stati alle costellazioni, le stelle alle città e, conoscendo le coordinate, sta a noi esprimerci nella maniera più opportuna.
La distanza tra due punti della superficie terrestre è indicata con misure lineari (metri, chilometri ecc.) mentre la distanza tra due punti sulla volta celeste si indica in gradi di un angolo, giacente su di un piano che passa attraverso noi e i due punti considerati, del quale occupiamo il vertice.
Molto spesso ci troviamo a dover indicare ad altri un punto del cielo riferendoci ad un oggetto noto "Vedi Vega? Più in basso a sinistra! Non quello, più ad Ovest! Spostati a Nord" e le ricerche continuano...
Se noi immaginiamo in cielo un orologio con Vega al centro, invece di dire in basso a sinistra, esprimiamoci con frasi tipo: "a ore 7 di Vega".