Eine Armillarsphäre (lat. armillaris (Reifen/Ring) und sphaera (Kugel)) ist ein astronomisches Gerät. Es dient entweder der Messung von Koordinaten am Himmel oder der Darstellung der Bewegung von Himmelskörpern. Eine Armillarsphäre besteht aus mehreren, gegeneinander drehbaren Metallringen, die insgesamt die Form einer Kugel bilden. Dieses Gebilde ist in der Regel in einem Gestell montiert.
Die Armillarsphäre bildet das geozentrische Weltbild ab. Der gedachte Beobachter befindet sich im Mittelpunkt der Kugel. Dort, im Zentrum der Armillarsphäre, ist die Erde. Solche Armillarsphäre sind bereits in primitiven Versionen für das alte Babylonien nachgewiesen.
Ebenfalls als Armillarsphäre wird ein Winkelmessinstrument bezeichnet, mit dem Koordinaten an der Himmelskugel bestimmt werden. Es wurde von Eratosthenes noch unter der Bezeichnung Astrolabium eingeführt. Ptolemäus beschreibt in seinem Hauptwerk Almagest den Bau einer Armillarsphäre. Das Instrument blieb über das gesamte Mittelalter hauptsächlich im islamischen Raum in Gebrauch. In Mitteleuropa wurde sie erst Mitte des 15. Jahrhundert durch den Königsberger Astronomen Regiomontanus wieder bekannt und erreichte Ende des 16. Jahrhunderts mit dem dänischen Astronomen Tycho Brahe ihre Perfektionierung, der ebenso das Gerät ersann, das sie als präzises Positionsmessinstrument ersetzte: den Mauerquadranten.
Nach der Einführung des Teleskops in die Astronomie durch Galileo Galilei zu Beginn des 17. Jahrhunderts trat die Armillarsphäre als Beobachtungsinstrument immer mehr in den Hintergrund, da sie aufgrund ihrer Bauweise nur schlecht mit einem Teleskop bestückt werden kann (anders als der Mauerquadrant, der hierfür sehr geeignet ist). In den folgenden Jahrhunderten wird die Armillarsphäre zu einem Gegenstand künstlerischer Darstellung und einem reinem Insignium der Astronomie.
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