Η νύχτα της Πέμπτης 22 Δεκεμβρίου, η πρώτη ''επίσημη'' νύχτα του χειμώνα, θα είναι η μεγαλύτερη του έτους, καθώς θα έχει διάρκεια 14 ωρών και 29 λεπτών. Την ημέρα εκείνη ο Ήλιος θα φθάσει στο σημείο της ετήσιας τροχιάς του που ονομάζεται ''Χειμερινό Ηλιοστάσιο'', οπότε αρχίζει και επίσημα η εποχή του χειμώνα.

Το Χειμερινό Ηλιοστάσιο δεν ''πέφτει'' πάντα την ίδια ημερομηνία από ημερολογιακής πλευράς, αλλά κυμαίνεται μεταξύ της 20ής και της 23ης Δεκεμβρίου.

Η τελευταία φορά που το Χειμερινό Ηλιοστάσιο έπεσε στις 23 Δεκεμβρίου, ήταν το 190, ενώ η επόμενη θα είναι το 2303, σύμφωνα με τον διευθυντή του Ευγενιδείου Πλανηταρίου Διονύση Σιμόπουλο. Το χειμερινό ηλιοστάσιο συμβαίνει ακόμη πιο σπάνια την 20ή Δεκεμβρίου, με την επόμενη φορά να είναι το 2080. Οι ημερολογιακές αυτές διακυμάνσεις οφείλονται στο Γρηγοριανό Ημερολόγιο, του οποίου το κάθε έτος έχει 365 ημέρες, εκτός από τα δίσεκτα έτη που έχουν 366 ημέρες. Η Γη συμπληρώνει μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο σε περίπου 365,25 ημέρες. Κάθε μέρα η Γη βρίσκεται σε διαφορετική θέση από αυτήν που βρισκόταν την προηγουμένη, με αποτέλεσμα η διάρκεια των ημερών και των νυχτών να αυξομειώνεται μέσα στο έτος. Στις 22-23 Σεπτεμβρίου, όταν ο ήλιος φτάνει στο φθινοπωρινό ισημερινό σημείο, υπάρχει ίση μέρα και νύχτα, αλλά στη συνέχεια σταδιακά αυξάνεται η ''επικράτεια'' της νύχτας σε βάρος της ημέρας. Στις 21-22 Δεκεμβρίου, ο ήλιος φθάνει στο νοτιότερο σημείο της τροχιάς του, που ονομάζεται χειμερινό ηλιοστάσιο. Από την ημέρα αυτή αρχίζει ο χειμώνας, ενώ στη συνέχεια ο ήλιος αρχίζει και πάλι να σκαρφαλώνει κάθε μέρα όλο και πιο ψηλά στον ουρανό, με αποτέλεσμα η ημέρα να κερδίζει ξανά το χαμένο ''έδαφος'', ώσπου στην εαρινή ισημερία της άνοιξης το φως και το σκοτάδι έχουν ίση διάρκεια. Στη διάρκεια του χειμώνα, οι ακτίνες του Ήλιου πέφτουν πάνω στο βόρειο ημισφαίριο της Γης με πλάγιο τρόπο, γι' αυτό υπάρχει χειμώνας, ενώ το αντίθετο συμβαίνει στο νότιο ημισφαίριο, όπου εκεί υπάρχει καλοκαίρι. Στη διάρκεια της άνοιξης ο Ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό της Γης, οπότε και τα δύο ημισφαίρια δέχονται με τον ίδιο τρόπο της ζωογόνες ακτίνες του Ήλιου.


Στη διάρκεια του καλοκαιριού ο Ήλιος ευνοεί το βόρειο ημισφαίριο, καθώς οι ακτίνες του πέφτουν πάνω μας περισσότερο κάθετα, οπότε ενώ εμείς έχουμε καλοκαίρι, στο νότιο ημισφαίριο έχουν χειμώνα. Ο Ήλιος λατρεύτηκε από τους αρχαίους σαν θεός, καθώς εθεωρείτο ο δημιουργός των εποχών του έτους και των κυκλικών εναλλαγών που σχετίζονται με αυτές, από τη σπορά ως τη βλάστηση και από την ανθοφορία ως τη συγκομιδή, όπως αναφέρει ο κ.Σιμόπουλος. Έτσι, όλοι ανεξαιρέτως οι λαοί καθιέρωσαν προς τιμή του Ήλιου διάφορες γιορτές, ιδιαίτερα στο μεταίχμιο των εναλλαγών από τη μια εποχή στην άλλη. Σχεδόν παντού, οι μεγαλύτερες γιορτές γίνονταν στην εποχή του χειμερινού ηλιοστάσιου, που εθεωρείτο η γιορτή της γέννησης του Ήλιου. Κεντρική σημασία για τους Ρωμαίους είχε η γιορτή του ''αήττητου ηλίου'' στις 25 Δεκεμβρίου, όταν εορταζόταν το γεγονός ότι ο ήλιος άρχιζε και πάλι να ανεβαίνει στον ουρανό και έτσι να μεγαλώνουν οι ημέρες. Όπως επισημαίνει ο διευθυντής του Πλανηταρίου, οι πρώτοι χριστιανοί, που ήσαν εκτός νόμου στη Ρώμη, κατέφευγαν κρυφά στις κατακόμβες τους, όπου αποφάσισαν να γιορτάζουν τα Χριστούγεννα την ίδια ημερομηνία, στις 25 Δεκεμβρίου, όταν οι Ρωμαίοι ήσαν απασχολημένοι με τις δικές τους γιορτές των Σατουρναλίων.


Το χειμερινό ηλιοστάσιο δεν συμβαίνει σήμερα στις 25 Δεκεμβρίου, όπως στην εποχή του Χριστού, αλλά στις 22 Δεκεμβρίου, επειδή αντικαταστάθηκε το παλαιότερο Ιουλιανό Ημερολόγιο, που είχε εισάγει ο Ιούλιος Καίσαρ από το 44 π.χ. και το οποίο είχε θεσπίσει το χειμερινό ηλιοστάσιο στις 25 Δεκεμβρίου, αλλά έχανε μία ημέρα κάθε 128 χρόνια. Το 1582, ο Πάπας Γρηγόριος ΙΓ' εισήγαγε ένα νέο ημερολόγιο, που πήρε το όνομά του (Γρηγοριανό) και το οποίο χάνει μόνο μία ημέρα στα 4.000 χρόνια. Με βάση το νέο ημερολόγιο, το Χειμερινό Ηλιοστάσιο συμβαίνει σήμερα στις 22 Δεκεμβρίου.