Πρώτη ημέρα του χειμώνα σήμερα: Doodle από τη Google [pic]

Τα χαράματα της 21ης Δεκεμβρίου ξεκινάει η μικρότερη ημέρα του χρόνου, το χειμερινό ηλιοστάσιο και η Google τιμάει την πρώτη ημέρα του χειμώνα με ένα Doodle. Την αυγή του χειμερινού ηλιοστασίου ξεκινάει η πιο μικρή ημέρα του ενιαυτού (έτους), με διάρκεια 9 ώρες και 11 λεπτά, ενώ ο ήλιος ανεβαίνει μόλις 25 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα και λάμπει το μεσημέρι με μία ισχύ 455 watt ανά τετραγωνικό μέτρο. Για να καταλάβουμε τη διαφορά αναφέρουμε ότι στο θερινό ηλιοστάσιο, στις 21 Ιουνίου, την πιο μεγάλη μέρα του ενιαυτού (έτους) η ημέρα διαρκεί 15 ώρες και 10 λεπτά και ο ήλιος βρίσκεται 72 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα, εκπέμποντας ακτινοβολία ισχύος 1.167 watt ανά τετραγωνικό μέτρο κατά την ώρα του μεσημεριού.

Αυτοί οι υπολογισμοί έχουν γίνει με τη χρήση των σύγχρονων μαθηματικών. Ωστόσο, βαθιά μέσα σε κάθε θηλαστικό υπάρχει ένας εξαιρετικά ευαίσθητος υπολογιστής, που αντιλαμβάνεται την μεταβολή της κλίσης της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στη γη. Προκαλεί μία ποικιλία συμπεριφορών, όπως αλλαγές στις συνήθειες τροφής και αναπαραγωγής του ζωικού βασιλείου, μέχρι και μαζικές αποδημήσεις ή πτώση σε χειμερία νάρκη.
Η αλληλεπίδραση του φωτός και του σκότους ταξιδεύει μέσα σ’ έναν στενό διάδρομο που ξεκινά από τον αμφιβληστροειδή του ματιού και το οπτικό νεύρο, προς τον υποθάλαμο και τον μικροσκοπικό θάλαμο της επίφυσης και ρυθμίζει την παραγωγή της ορμόνης μελατονίνης από την επίφυση.

Ηλιοστάσιο και πρώτη ημέρα του χειμώνα

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-Χειμερινό ηλιοστάσιο) μέρα του έτους για όλες τις περιοχές της γης εκτός από τους Τροπικούς. Η λέξη προέρχεται από το «ήλιος» και το «στέκομαι»/«στάση» επειδή κοντά στα ηλιοστάσια (λίγες ημέρες πριν ή μετά) ο Ήλιος φαίνεται να επιβραδύνει τη φαινομενική κίνησή του προς τα βόρεια ή προς τα νότια (κίνηση στην απόκλιση), μέχρι που την ημέρα του ηλιοστασίου αυτή η κίνηση μηδενίζεται και αντιστρέφεται.

Εξίσου ορθό ετυμολογικώς είναι και το συνώνυμο «ηλιοτρόπιο» (βλ. παρακάτω, Πολιτιστικές επιδράσεις και λαογραφία). Με την ευρύτερη σημασία, ο όρος «ηλιοστάσιο» σημαίνει και την ημέρα που παρατηρείται αυτό το φαινόμενο, δύο φορές τον χρόνο, τον Ιούνιο και τον Δεκέμβριο. Τα ηλιοστάσια, όπως και οι ισημερίες, συνδέονται αναπόσπαστα με τις εποχές του έτους. Σε κάποιες χώρες ή γλώσσες θεωρείται ότι αρχίζουν ή διαχωρίζουν τις εποχές, ενώ σε άλλες θεωρούνται τα κέντρα τους.

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.