La Terra è rotonda e circondata dalla sfera celeste, punteggiata da stelle e pianeti la cui posizione in cielo, per un osservatore terrestre, è più importante della loro distanza. L'idea originaria per rappresentare il sistema delle stelle fu quindi quella di posizionare ciascuna stella fissa, di cui fosse nota declinazione e ascensione retta (l'equivalente astronomico, in qualche modo, della latitudine e longitudine), su un globo che avesse la Terra al centro. Ma Copernico, all'inizio del XVI secolo, doveva riscoprire che il vero centro del sistema era in realtà il Sole. Le sfere armillari (le "armille" erano dei bracciali, degli anelli), secondo il sistema tolemaico, sono in effetti delle navisfere aventi come centro la Terra; esse non sono in effetti che curiosità, incapaci di render conto con precisione dei moti del sistema solare.


La sfera armillare di Tolomeo, con la Terra al centro del sistema. Nel sistema copernicano invece è il Sole al centro, il piano dell'eclittica è rappresentato dallo zodiaco, e due cerchi disposti ad angolo retto la intersecano nei punti dell'equinozio e del solstizio. Gli altri sei cerchi intorno al Sole rappresentano le orbite dei pianeti in ordine di distanza crescente: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno. La Terra, simboleggiata da una piccola sfera d'avorio con l'asse inclinato, è dotata di una lama in metallo sostenente il suo satellite, la Luna.





Pomposamente chiamato "tellurium", questo simulatore meccanico dei moti della Terra e della Luna attorno al Sole era chiamato nel XVIII secolo "macchina geociclica". Il valore di questo strumento dipende dalla precisione dei suoi movimenti e dal nome del suo costruttore.





La navisfera, rappresentazione materiale della "sfera locale", al cui centro è immaginato l'osservatore, permette di identificare gli astri osservati. Una volta posizionata la sfera di legno nella posizione adatta è poi sufficiente osservare la parte al di sopra dell'orizzonte.








Le navi francesi non avevano a bordo navisfere. Questo bel modello (a sinistra) su piedistallo tornito era ancora in uso verso il 1960 nelle scuole di idrografia. La sua precisione, dell'ordine di qualche grado, è sorprendente in relazione a quella delle sfere armillari.



Il "globo da viaggio" delle dimensioni di una piccola arancia, conobbe un grande successo tra la fine del Seicento e gli inizi dell'Ottocento. Avvolto di marocchino o di sagrì, aveva la caratteristica di aprirsi in due, mostrando da una parte il cielo come appare ad un osservatore sulla Terra e dall'altra la Terra stessa.