北極星曾經不在北天極附近,也不會永遠在那裏。北極星近似地在地球自轉軸所指的點。隨著時間的流逝,地軸也會慢慢地擺動,就像一個旋轉的陀螺,這種運動叫做歲差。歲差變化很慢,一個周期要26000年。它是地軸在這26000年間在天空劃一個很大的圈。目前地軸指向北極星,但是過去和將來,我們的北極星將不是現在這顆星,而是一顆在歲差圓上或其附近的星。在法老統治埃及時期,天龍座中的Thuban是當時的北極星。而到了公元14000年織女星將成為我們的北極星,它現在在夏季星空中在我們天頂附近,是一顆明亮的藍白色恒星。
如果北極星是在北天極的星,那麼南天極的星是那一顆呢?地軸從地心到北極延長出去直行北極星附近,向南從南極延伸出去也可以指到天空中。但你到南極去不會找到南極星,因為那個天區沒有亮星或半亮的星。澳大利亞和南美洲的居民可以看到南天的許多漂亮星,可是沒有南極星。
在北半球,隻要有北極星和你的拳頭,你就可以估算出你所在地的緯度。因為地軸幾乎是直到北極星上的,所以北極星的地平高度也就是大地的地理緯度。以紐約為例,大概在41°N北極星,也大概在北方地平線以上41°左右。把你的一隻手伸出一臂距離,握緊的拳頭在你看來寬約10°,因此就紐約而言,北極星大概在北邊地平以上“4拳”高的地方。與此相比,在邁阿密,緯度為26°N,北極星的高度隻有26°左右,也可以說在地平以上“兩拳半”的地方。在北極點緯度為90°N,北極星就在正天頂;在赤道,北極星位於北方地平線上;而在赤道以南,北極星在地平線以下,永遠看不到。
相同緯度的人能看到相同的恒星。因為北極星的高度是由觀測地的緯度決定的,一次在同一緯度的人不管在世界的什麼地方,在同一晚相同地方時看到的星空是相同的。因此在紐約、馬德裏、安卡拉和北京的人(他們大體處在同一緯度上),盡管彼此間距離很遠,但一年中同一晚看到的星空是相同的。
居住在不同緯度的人在夜晚看到的星空有很大不同。舉例來說,一個來自紐約的人到裏約熱內盧或澳大利亞度假,他就看不到大勺子和小勺子及其他一些北極星附近的星座,因為這些星座總在地平線以下。但是,像南十字座那樣他不曾看到過的星座會很常見。另外一些他在紐約時看到在南方的星座會顛倒地出現在北方天空。
從地球觀測宇宙時,會有些“廉價席”。地球上觀測站的效果是不同的。以北極為例,北極星一直掛在天頂,應為所有星的視運動都是繞著北極星的,所以每顆星都在自己的高度上終年可見。簡而言之,在北極的天空中,星沒有升起和下落。在南極也是一樣,不過在南極天空中的星與北極相比是完全不同的。換句話說,在地球的兩極,我們看到的都隻有半個宇宙。在南兩點光測到的隻是全天的一半,它們就是“廉價席”。
觀測恒星最好的位置在哪裏呢?觀測恒星最好的位置在赤道上。因為北極星在地平線上,兩個半球分別可見的星一年中都會慢慢進入視野。在赤道隻要是肉眼可見的星就一定能被看到,沒有星會降到地平以下。
想象在屋子中間放一盞燈作為太陽,你自己繞著燈轉圈,就像地球的公轉。某一時刻,在任一點,你的身體將一半被照亮,另一半在陰影中。這樣你就模擬了地球上總是一半在白天,一半在黑夜的狀態。如果在牆上畫上星,燈光很亮時,你在某一時刻隻能看到一半的星,應為耀眼的燈光使你看不到它所在方向的星。同樣,在夜半球冬天和夏天看到的星不同,秋天和春天的也不同。結果我們在一年的不同時間看到了不同的星座,而且通常在每年同一季節看到的星座是相同的。
一些星座總在天空中。因為天空中所有恒星看上去都圍繞北極星運動。所以一些星會常年出現在天空中。以紐約為例,緯度為41°N,北極星在北方地平線以上41°高的地方幾乎不動。因此所有距北極星41°以內的星繞北天極轉永遠到不了地平。它們在紐約全年可見,被稱為拱極星(circumpolar,來自拉丁語,意思是“圍繞著極點”)。在邁阿密26°N,隻有具北極星26°以內的星是拱極星。推到極限,在北極所有的星都是拱極星,而在赤道沒有星總在地平之上,所有的星都有升有落。
天空中許多亮星實際上都有獨特的名字。這些名字有許多來自1000年前的阿拉伯,當時阿拉伯天文學家為天文學做出了巨大貢獻,製出了當時最精致的星圖。一些阿拉伯語的名字就被我們原封不動的沿用下來了,其他的經過幾個世紀時間的洗禮也融入西方文化了。這兩種情況都使得許多亮星的名字很奇怪甚至可以聽出是外來語。例如,Deneb(天鵝座α)阿拉伯語的意思是“尾巴或尾巴上的羽毛”,它標出了天鵝身體結構的一部分。雙魚座有一顆星叫Alrischa,在阿拉伯語中是“繩結”的意思,這指的是星空中把兩條魚拴在一起的繩子上的結。有些星的名字聽上去還很有節奏感,從左到右獵戶腰帶上的3顆星都有各自動聽的名字:Alnitak、Alnilan和Mintaka。