ข้อใดกล่าว ไม่ ถูก ต้อง เกี่ยวกับ ทรงกลมฟ้า

        ทรงกลมฟ้า (Celestial sphere) หมายถึง ทรงกลมสมมติขนาดใหญ่ มีรัศมีอนันต์ โดยมีโลกอยู่ที่จุดศูนย์กลาง  มนุษย์ในอดีตจินตนาการว่า โลกถูกห่อหุ้มด้วยทรงกลมฟ้า ซึ่งประดับด้วยดาวฤกษ์ (Star) และเข้าใจว่า ดาวฤกษ์เหล่านี้อยู่ห่างจากโลกด้วยระยะทางเท่ากัน เท่ากับรัศมีของทรงกลมฟ้า ทรงกลมฟ้าหมุนรอบโลก 1 รอบ ใช้เวลา 1 วัน  ทำให้เรามองเห็นดาวฤกษ์เคลื่อนที่ไปตามทรงกลมท้องฟ้าด้วยอัตรา 15 องศาต่อชั่วโมง (360

°

        ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่บนท้องฟ้าตามแนวสุริยวิถี  กลุ่มดาว 12 กลุ่มที่อยู่ตามแนวสุริยวิถีเรียกว่า จักราศี  ในแต่ละเดือนดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านหน้าจักราศี ซึ่งเป็นกลุ่มดาวประจำเดือน ยกตัวอย่าง ในเดือนกันยายนดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านหน้ากลุ่มดาวหญิงสาวหรือราศีกันย์  ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านจักราศีทั้งสิบสองใช้ระยะเวลา 1 ปี ด้วยเหตุนี้หนึ่งปีจึงมี 12 เดือน (360

°

        มนุษย์สังเกตเห็น ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์​ และดาวสว่างห้าดวงที่มองเห็นด้วยตาเปล่า ได้แก่ ดาวอังคาร ดาวพุธ ดาวพฤหัสบดี ดาวศุกร์ และดาวเสาร์ เคลื่อนที่ในแนวจักราศี ด้วยทิศทางและอัตราเร็วไม่คงที่  จึงเรียกดาวทั้งเจ็ดดวงนี้ว่า ดาวเคราะห์ (Planet) ซึ่งเป็นชื่อของวันทั้งเจ็ดในสัปดาห์  
        เราจะเห็นได้ว่า การที่มนุษย์เฝ้าสังเกตการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์ ในทรงกลมท้องฟ้า นำไปสู่การกำหนดเวลาในนาฬิกาและปฏิทิน ซึ่งถือได้ว่าเป็นภูมิปัญญาของมนุษย์มาแต่โบราณ  อย่างไรก็ตามการศึกษาเรื่องทรงกลมท้องฟ้าไม่ใช่เป็นการศึกษาเรื่องในอดีต แต่เป็นการศึกษาข้อเท็จจริงในปัจจุบัน ซึ่งต้องอาศัยมุมมองทั้งสองย่างคือ มุมมองจากโลกซึ่งมองเห็นทรงกลมฟ้าเคลื่อนที่รอบโลก และมุมมองจากอวกาศซึ่งโลกหมุนรอบตัวเองและโคจรรอบดวงอาทิตย์ 

        สาระการเรียนรู้:

• พิกัดขอบฟ้า 
• ระยะเชิงมุม
• การเคลื่อนที่ของทรงกลมฟ้า
• การเคลื่อนที่ในรอบวัน 
• กลุ่มดาว 
• การหาตำแหน่งดาวเหนือ
• การสังเกตกลุ่มดาวสว่าง 
• แผนที่ดาววงกลม
• กิจกรรมดูดาว
• สุริยวิถี 
• จักราศี 
• การเคลื่อนที่ในรอบปี
• นาฬิกาแดด 

          คนโบราณเชื่อว่า ดวงดาวทั้งหมดบนท้องฟ้าอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางเท่าๆ กัน โดยดวงดาวเหล่านั้นถูกตรึงอยู่บนผิวของทรงกลมขนาดใหญ่เรียกว่า “ทรงกลมฟ้า” (Celestial sphere) โดยมีโลกอยู่ที่ศูนย์กลางของทรงกลม ทรงกลมฟ้าหมุนรอบโลกจากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก โดยที่โลกหยุดนิ่งอยู่กับที่ ไม่เคลื่อนไหว  ปราชญ์ในยุคต่อมาทำการสังเกตได้ละเอียดขึ้นจึงพบว่า ดวงดาวบนท้องฟ้าอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางที่แตกต่างกัน กลางวันและกลางคืนเกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก มิใช่การหมุนของทรงกลมฟ้า ดังที่เคยเชื่อกันในอดีต อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนักดาราศาสตร์ยังคงใช้ทรงกลมท้องฟ้า เป็นเครื่องมือในการระบุตำแหน่งทางดาราศาสตร์ ทั้งนี้เป็นเพราะ หากเราจินตนาการให้โลกเป็นศูนย์กลาง โดยมีทรงกลมฟ้าเคลื่อนที่หมุนรอบ จะทำให้ง่ายต่อการระบุพิกัด หรือเปรียบเทียบตำแหน่งของวัตถุท้องฟ้า และสังเกตการเคลื่อนที่ของวัตถุเหล่านั้นได้ง่ายขึ้น

ภาพที่ 1 จินตนาการจากอวกาศ 

พิจารณาภาพที่ 1 

• หากต่อแกนหมุนของโลกออกไปบนท้องฟ้าทั้งสองด้าน เราจะได้จุดสมมติเรียกว่า “ขั้วฟ้าเหนือ” (North celestial pole) และ “ขั้วฟ้าใต้” (South celestial pole) โดยขั้วฟ้าทั้งสองจะมีแกนเดียวกันกับแกนการหมุนรอบตัวเองของโลก และขั้วฟ้าเหนือจะชี้ไปประมาณตำแหน่งของดาวเหนือ ทำให้เรามองเห็นเหมือนว่า ดาวเหนือไม่มีการเคลื่อนที่
  
• ขยายเส้นศูนย์สูตรโลกออกไปบนท้องฟ้าโดยรอบ เราจะได้เส้นสมมติเรียกว่า “เส้นศูนย์สูตรฟ้า” (Celestial equator)   เส้นศูนย์สูตรฟ้าแบ่งท้องฟ้าออกเป็น “ซีกฟ้าเหนือ” (North 
  hemisphere) และ “ซีกฟ้าใต้” (South hemisphere) เช่นเดียวกับที่เส้นศูนย์สูตรโลกแบ่งโลก 
  ออกเป็นซีกโลกเหนือ และซีกโลกใต้ 

ภาพที่ 2 จินตนาการจากพื้นโลก 

พิจารณาภาพที่ 2 

• ในความเป็นจริง เราไม่สามารถมองเห็นทรงกลมฟ้าได้ทั้งหมด  เนื่องจากเราอยู่บนพื้นผิวโลก จึงมองเห็นทรงกลมฟ้าได้เพียงครึ่งเดียว และเรียกแนวที่ท้องฟ้าสัมผัสกับพื้นโลกรอบตัวเราว่า “เส้นขอบฟ้า” (Horizon)  ซึ่งเป็นเสมือน เส้นรอบวงบนพื้นราบ ที่มีตัวเราเป็นจุดศูนย์กลาง 

• หากลากเส้นโยงจากทิศเหนือมายังทิศใต้ โดยผ่านจุดเหนือศรีษะ จะได้เส้นสมมติซึ่งเรียกว่า “เส้นเมอริเดียน”  (Meridian) 
  
• หากลากเส้นเชื่อมทิศตะวันออก-ทิศตะวันตก โดยให้เส้นสมมตินั้นเอียงตั้งฉากกับขั้วฟ้าเหนือตลอดเวลา จะได้ “เส้นศูนย์สูตรฟ้า”  ซึ่งแบ่งท้องฟ้าออกเป็นซีกฟ้าเหนือและซีกฟ้าใต้  หากทำการสังเกตการณ์จากประเทศไทย ซึ่งอยู่บนซีกโลกเหนือ จะมองเห็นซีกฟ้าเหนือมีอาณาบริเวณมากกว่าซีกฟ้าใต้เสมอ

ภาพที่ 3 ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ละติจูด 0°

          เมื่อมองจากพื้นโลกเราจะเห็นทรงกลมท้องฟ้าเคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปยังทิศตะวันตก  อย่างไรก็ตามเนื่องจากโลกของเราเป็นทรงกลม ดังนั้นมุมมองของการเคลื่อนที่ของทรงกลมท้องฟ้า ย่อมขึ้นอยู่กับตำแหน่งละติจูด (เส้นรุ้ง) ของผู้สังเกตการณ์  เป็นต้นว่า ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่บนเส้นศูนย์สูตร หรือละติจูด 0°    ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่ที่ขอบฟ้าด้านทิศเหนือพอดี  (ภาพที่ 3) 

ภาพที่ 4 ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ละติจูด 13°                   

ภาพที่ 5 ผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ละติจูด 

          ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ละติจูดสูงขึ้นไป เช่น ละติจูด 13°    ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงจากขอบฟ้า 13° (ภาพที่ 4) ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ขั้วโลกเหนือ หรือละติจูด 90°   ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงจากขอบฟ้า 90° (ภาพที่ 5) เราสามารถสรุปได้ว่า ถ้าผู้สังเกตการณ์อยู่ที่ละติจูดเท่าใด  ขั้วฟ้าเหนือจะอยู่สูงจากขอบฟ้าเท่ากับละติจูดนั้น