Видимо денонощно и годишно движение на космическите тела
Вследствие денонощното въртене на небесната сфера всички космически тела описват денонощни паралели. Движениеот на небесната сфера е следствие от денонощното въртене на Земята. При видимото движение върху небесната сфера звездите запазват взаимното си разположение. В действителност звездите в пространството, но поради големите разстояния до тях изгледат неподвижни една спрямо друга в продължение на стотици, дори хиляди години.
По-близките до нас космически обекти извършват движения, които се забелязват от земния наблюдател. Те освен денонощното движение от изток на запад се движат по отношение на неподвижните звезди. Такива космически тела са Слънцето, Луната, планетите, техните спътници и т.н. Докато Слънцето и Луната извършват само постъпателни движения по небесната сфера, видимите премествания на планетите имат една особеност - те описват твърде сложни криви, понякога образуващи възли. При това те преминават от едно съзвездие в друго. Това сложно движение на тези тела е причината и за името им. Името планета е от гръцката дума планетос - блуждаещ. Сложните движения на планетите са били известни още на древните астрономи, които са познавали само пет от планетите: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Видимо годишно движение на Слънцето около Земята
Ако наблюдаваме една и съща звезда, която вечер се намира на запад близо до залязващото Слънце, ще видим, че в един и същ момент всяка следваща вечер тя се намира все по-близо до Слънцето, докато най-после се загуби в лъчите му. След една година звездата е в началното си положение. Понеже звездите са неподвижни, това показва, че Слънцето видимо се премества спрямо звездите по небесната сфера от запад на изток и в продължение на една година прави една пълна обиколка по небесната сфера. Това преместване е обратно на денонощното движение на Слънцето от изток към запад и се извършва с много по-малка скорост.
Ако съединим последователните положения на центъра на Слънцето в продължение на една година по небесната сфера, ще получим видимия път на Слънцето, който е една голяма окръжност, наречена еклиптика. Еклиптиката е наклонена спрямо небесния екватор под ъгъл 23027'.
Пресечните точки на еклиптиката с небесния екватор се нарича равноденствени точки. В тези точки Слънцето се намира на екватора: на 21.03 - пролетна равнодествена точка и на 23.09 - есенна равноденствена точка. На тези дати Слънцето изгрява точно от изток и залязва точно на запад. Тогава денонощното движение на Слънцето става по екватора и денят е равен на нощта. Точките, в които Слънцето е най-отдалечено от екватора, се наричат точки на лятно слънцестояние (22.06) и зимно слънцестоение (22.12). На тези дати Слънцето променя посоката на движение спрямо екватора и за известно време като че ли стои на едно място. Видимото годишно движение на Слънцето около Земята се дължи на действителното обикаляне на Земята около Слънцето за една година.
Геоцентрична система
Първата сериозна научна теория за движението на небесните тела в древността дължим на александрийския учен Клавдий Птолемей. Тази теория, макар и принципно неверна, обяснява задоволително видимите движения на космическите тела (предимно планетите). Тя се нарича геоцентрична, защото според Птолемей в центъра на Вселената се намира Земята. Освен това според Птолемей всички планети заедно със Слънцето и Луната обикалят около неподвижната Земя, като се движат равномерно с постоянна скорост. При това движение планетите извършват едновременно две движения: по малки окръжности, наречени епицикли, центровете на които се движат по други големи окръжности, наречени деференти, в общия център на които се намира Земята. Слънцето и Луната се движат по деференти без епицикли. Звездите са разположени на една сфера. Тази теория обяснява денонощното движение на всички светила чрез въртенето на сферата. Сложните, възлови движения на планетите се обясняват по следния начин: когато посоката на скоростта на планетата по епицикъла съвпадне с посоката на скоростта по деферента, тя се движи бързо. Ако пък двете скорости имат обратна посока, планетата забавя движението си, а може видимо да спре и дори да се върне назад.
С усъвършенстването на средствата за наблюдение се получиха нови данни за сложността на движението на планетите, които не можеха да се обяснят с геоцентричната система. За да я нагодят към новите факти, нейните последователи я усложниха, като въведоха нови епицикли, но ставаше все по-ясно, че геоцентричната система трябва да се замени с нова, по-съвършена. Макар че тя не отговаря на действителността (Земята е центъра на Вселената!), геоцентричната система е изиграла определена положителна роля за развитието на астрономията. Тя е давала възможност да се ичисли положението на планетите и за бъдеще време със задоволителна точност. Геоцентричната система е връх на древната астрономическа мисъл.
Хелиоцентрична система
След продължителни разсъждения и наблюдения върху видимите движения на планетите гениалният славянски астроном - плякът Николай Коперник стигнал до убеждението, че планетите заедно със Земята обикалят около Слънцето и се въртят около един от своите диаметри. Така бе създадена и хелиоцентричната (Слънце на гръцки език е хелиос) система за разположението на планетите. Коперник установи точното разположение на планетите: (от Слънцето навън) Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер, Сатурн. Той пръв дойде до идеята, че Луната е спътник на Земята. Според Коперник всички планети се движат в окръжности с постоянни линейни и ъглови скорости. По-отдалечените от Слънцето планети обаче (Юпитер, Сатурн) имат по-малки скорости. Това е едно от най-важните теоритични положения в хелиоцентричната система, останало в сила и досега. С някои допълнения и корекции хелиоцентричната система и днес е основа за обясняване строежа на Слънчевата система. Хелиоцентричната система е била истинска революция в развитието на астрономията. Тя обаче има две слаби страни: Коперник считал, че планетите се движат по окръжности (а според сегашното схващане - по елипси) и че Слънцето е център на цялата Вселена (а безкрайната Вселена не може да има център).
Една проверка за верността на Коперниновата хелиоцентрична система е убедителното обяснение на видимите възлови движения на планетите, което той изложил.
