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Già in tempi remoti, l'alternarsi del giorno e della notte, le osservazioni delle posizioni del Sole, della Luna e delle stelle suscitarono l'interesse dell’uomo, che ben presto iniziò a sfruttare il moto regolare degli astri per misurare il tempo e per orientarsi sulla superficie terrestre. L'astronomia si sviluppò a partire dalla necessità di risolvere piccoli problemi quotidiani quali, ad esempio, quello di individuare la propria posizione durante i lunghi viaggi, oppure di stabilire il periodo adatto per la semina e la mietitura delle messi, o per le celebrazioni religiose.
I popoli antichi notarono che l'aspetto del cielo mutava con regolarità. Il Sole, che divide il giorno dalla notte, sorge ogni mattina in una certa direzione, l'oriente, si muove nel cielo nel corso della giornata e tramonta nella direzione opposta, l'occidente. Di notte sono visibili migliaia di stelle che seguono un percorso simile, spostandosi attorno a un punto fisso, noto come polo celeste.

Anche la diversa durata del dì e della notte venne notata già nell'antichità. Nel corso delle giornate più lunghe il Sole, visto dall'emisfero boreale, sorge spostato verso nord rispetto all'est e raggiunge la sua massima altezza in cielo a mezzogiorno; nel periodo delle giornate corte, invece, sorge spostato verso sud e rimane più basso sull'orizzonte. Inoltre, come compreso per la prima volta dagli egizi, nel corso dell’anno cambia continuamente la sua posizione relativa rispetto alle stelle.

In seguito fu osservato che il Sole, la Luna e cinque pianeti brillanti si muovono all'interno di una stretta fascia di cielo detta zodiaco. La Luna percorre lo zodiaco velocemente, superando il Sole ogni 29,5 giorni circa, intervallo di tempo a cui venne dato il nome di mese sinodico. Osservando le stelle, gli antichi tentarono di organizzare una ripartizione del tempo in giorni, mesi e anni, stabilendo un calendario.

Il Sole e la Luna attraversano lo zodiaco da occidente verso oriente, mentre i cinque pianeti brillanti (Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno) si muovono verso occidente, eccetto in alcuni periodi in cui sono animati da un moto retrogrado. In queste fasi i pianeti sembrano muoversi in modo casuale verso oriente, compiendo dei cammini chiusi nel corso del loro spostamento. Fin dai tempi antichi, la gente ha immaginato che gli eventi del cielo, e in modo particolare il moto dei pianeti, potessero in qualche modo influire sulle vicende terrene e questa credenza, che oggi rappresenta la base dell'astrologia, ha incoraggiato lo studio dei moti planetari; così, si può dire che in passato, l’interesse astrologico abbia in parte contribuito al progresso dell'astronomia.

Gli antichi greci portarono importanti contributi teorici all'astronomia. Il sistema tolemaico, proposto dall'astronomo Claudio Tolomeo nel II secolo d.C., prevedeva che la Terra fosse immobile al centro dell'universo e che intorno ad essa le stelle e i pianeti compissero un complicato moto di rivoluzione: mentre ruotavano su piccole orbite circolari dette epicicli, descrivevano un'orbita più ampia intorno alla Terra, detta deferente. Il sistema tolemaico fu ritenuto valido per più di un millennio, fino a quando Niccolò Copernico avanzò la sua teoria eliocentrica.

Dopo secoli in cui si era creduto che la Terra fosse il centro dell'universo intorno a cui ruotano tutti i corpi celesti, Niccolò Copernico propose nel XVI secolo il suo modello eliocentrico, con il Sole fisso al centro del sistema solare e tutti gli altri pianeti in rotazione intorno a esso. La teoria copernicana, proclamata un'eresia dalla Chiesa e dagli scienziati del tempo, trovò conferma in seguito grazie al genio di Keplero e di Galileo. In questa incisione del 1661, attribuita ad Andrea Cellarius, la Terra è rappresentata in quattro posizioni diverse occupate nel corso dell'anno, e i pianeti appaiono correttamente posizionati su orbite centrate nel Sole. Il cerchio più esterno rappresenta la fascia dello zodiaco, la porzione di cielo che il Sole sembra attraversare nel suo moto apparente osservato dalla Terra.

 

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