Η Google τιμάει σήμερα το χειμερινό ηλιοστάσιο 2015 με το Doodle της. Ηλιοστάσιο ονομάζεται η χρονική στιγμή κατά την οποία ο άξονας της Γης εμφανίζεται στραμμένος όσο περισσότερο προς ή μακριά από τον Ήλιο συμβαίνει κατά την ετήσια τροχιά της Γης γύρω από αυτόν. Αυτό ισοδυναμεί με τον Ήλιο να βρίσκεται στο ψηλότερο ή στο χαμηλότερο σημείο (ετήσιο ) του ουρανού που βρίσκεται ποτέ το μεσημέρι, όπως εμφανίζεται σε εμάς πάνω στην επιφάνεια της Γης.
Η ημέρα του ηλιοστασίου είναι είτε η μεγαλύτερη (το Καλοκαίρι-Θερινό ηλιοστάσιο) είτε η μικρότερη (το Χειμώνα-Xειμερινό ηλιοστάσιο) μέρα του έτους για όλες τις περιοχές της γης εκτός από τους Τροπικούς. Τα ηλιοστάσια συμβαίνουν και για τους άλλους πλανήτες. Ορίζονται αντίστοιχα ως οι χρονικές στιγμές κατά τις οποίες ο άξονας περιστροφής του πλανήτη εμφανίζεται στραμμένος όσο περισσότερο προς ή μακριά από τον Ήλιο συμβαίνει κατά την ετήσια τροχιά του πλανήτη γύρω από αυτόν.
Τα δύο ηλιοστάσια κάθε χρονιάς φέρουν διάφορα ονόματα ανάλογα με το ποιο χαρακτηριστικό τους θέλουμε να τονίσουμε.
- Τα πλέον συνηθισμένα ονόματα είναι θερινό ηλιοστάσιο και χειμερινό ηλιοστάσιο. Ωστόσο, αυτά τα ονόματα δεν ορίζουν μονοσήμαντα τα ηλιοστάσια, αφού, όπως και οι εποχές του έτους, το θερινό ηλιοστάσιο για το βόρειο ημισφαίριο είναι το χειμερινό για το νότιο (Ιούνιος) και αντιστρόφως.
- Οι όροι βόρειο ηλιοστάσιο και νότιο ηλιοστάσιο υποδεικνύουν τη θέση του Ηλίου πάνω στην ουράνια σφαίρα όπως αυτός φαίνεται από τη Γη. Το βόρειο ηλιοστάσιο συμβαίνει τον Ιούνιο σε όλη τη Γη, οπότε ο Ήλιος βρίσκεται πάνω από τον Τροπικό του Καρκίνου, ενώ το νότιο ηλιοστάσιο συμβαίνει τον Δεκέμβριο, όταν ο Ήλιος βρίσκεται πάνω από τον Τροπικό του Αιγόκερω. Οι όροι αυτοί θεωρούνται οι πλέον ουδέτεροι και σαφείς.
- Οι όροι ηλιοστάσιο του Ιουνίου και ηλιοστάσιο του Δεκεμβρίου είναι εναλλακτικοί των όρων «θερινό»/«χειμερινό», αλλά χωρίς την αμφιβολία για το ποιο ημισφαίριο υπονοούν. Δεν χρησιμοποιούνται πολύ πάντως, καθώς δεν χρησιμοποιούν όλοι οι κάτοικοι της Γης ηλιακό ημερολόγιο, όπου τα ηλιοστάσια συμβαίνουν κάθε χρόνο τον ίδιο μήνα. Εξάλλου, αχρηστεύονται όταν μιλάμε για ηλιοστάσια σε άλλους πλανήτες.
Η αιτία της υπάρξεως των εποχών του έτους είναι ότι ο άξονας περιστροφής της Γης γύρω από τον εαυτό της δεν είναι κάθετος στο επίπεδο της περιφοράς της γύρω από τον Ήλιο, αλλά (στα χρόνια μας) σχηματίζει μία γωνία περίπου 23° 26΄ (αποκαλούμενη λόξωση της εκλειπτικής), ενώ ταυτόχρονα ο άξονας κρατά την ίδια διεύθυνση στον χώρο. Ως αποτέλεσμα, τη μισή χρονιά (από τις 20 Μαρτίου ή 21 Μαρτίου ως τις 22 Σεπτεμβρίου ή 23 Σεπτεμβρίου) το βόρειο ημισφαίριο «γέρνει» προς τον Ήλιο, με το μέγιστο περί τις 21 Ιουνίου, ενώ την άλλη μισή χρονιά το νότιο ημισφαίριο είναι αυτό που «βλέπει» περισσότερο ήλιο, με το μέγιστο περί τις 21 Δεκεμβρίου. Οι δύο στιγμές των μεγίστων αυτών είναι τα ηλιοστάσια.
Στους περισσότερους πολιτισμούς τα 2 ηλιοστάσια και οι 2 ισημερίες ορίζουν τα μέσα των 4 εποχών του έτους. Ωστόσο, στην Ελλάδα αναφέρεται συχνά ότι η 21η Ιουνίου είναι η «επίσημη» ή «αστρονομική» έναρξη του Θέρους και η 21η Δεκεμβρίου η έναρξη του χειμώνα.