ઉત્તરાયણ અને મકરસ઼ંક્રાત ના પર્વ નું ખગોળીય દ્રષ્ટિએ પણ ઘણું મહત્વ છે. મકરસ઼ંક્રાત એટલે સૂર્ય નો ધન રાશિ માંથી મકર રાશિ માં પ્રવેશ અને આ દિવસ 14 જાન્યુઆરી હોય છે. વળી ઉત્તરાયણ એટલે સૂર્ય નું વધુ માં વધુ દક્ષિણ દિશા તરફ જઈ ઉત્તર તરફ ની ગતિ ની શરૂૂઆત એટલે સૂર્ય નું ઉત્તર દિશા માં પ્રયાણ કરવું. આ દિવસ 22 ડિસેમ્બર હોય છે.
આ દિવસે સૌર શિશિર ઋતુ નો પ્રારંભ થાય છે અને ઉત્તર ગોળાર્ધ ના તમામ દેશો માં રાત્રીની લંબાઈ વધુ માં વધુ હોય છે. આ દિવસ ને ઉત્તરાયણ કહેવાય છે. આમ મકરસ઼ંક્રાત અને ઉત્તરાયણ આ બંન્ને તહેવારો એકજ દિવસે નથી હોતા, બંન્ને દિવસો અલગ-અલગ હોય છે.
ખગોળશાસ્ત્ર મુજબ ઇ. સ. 1426 માં સૂર્ય નો મકર રાશિમાં પ્રવેશ 14 જાન્યુઆરી એ થયો હતો, ત્યારે મકરસ઼ંક્રાત ની ઉજવણી આ દિવસે કરવામાં આવી હતી. ત્યાર થી આજ દિવસ સુધી મકરસ઼ંક્રાત ની ઉજવણી 14 જાન્યુઆરી એજ કરવામાં આવે છે. આપણે જાણીએ છીએ કે આપણી પૃથ્વી સંપૂર્ણ ગોળ નથી, પણ થોડીક ચપટી છે. વિષુવવૃત પાસે તેનો વ્યાસ ધ્રુવબિંદુ ના વ્યાસ કરતા 40 કી. મી. વધારે છે. આ અસમાન ગોળાકાર ને કારણે અને પૃથ્વી ની ધરી અનંત અવકાશ માં સૂર્ય ને સમાંતરે નથી પણ પૃથ્વી ની ધરી 23.27 અંશ ઢળેલી છે. જેને કારણે સૂર્ય ના ગુરૂૂત્વાકષણ થી પૃથ્વી ખેંચાતા તેની ગતિ માં એક લચક આવે છે, સાથે ચંદ્ર નું ગુરૂૂત્વાકષણ સાથે મહાસાગર ની ભરતી અને ઓટ આ લચક ગતિ માં વધારો કરે છે. પૃથ્વી ની આ લચક ગતિ ને ભમરડાની ગતિ સાથે સરખાવી શકાય. પૃથ્વી ની આ વિષુવાયન લચક ગતિ નો ચકરાવો 25797.30 વર્ષે પૂર્ણ થાય છે. પૃથ્વી ની આ નિરાલી ગતિ ને કારણે વસંતસંપાત અને શરદસંપાત બિંદુઓ દર 71.66 વર્ષે એક અંશ આગળ વધે છે. પૃથ્વીની આ વિષુવાયન ગતિ ને કારણે પૃથ્વી ની ધરી સામે તંકાયેલ ધ્રુવ ના તારા નુ સ્થાન બદલતા રહે છે.
આજથી 3,000 વર્ષ પછી વૃષપર્વા મંડળ નો કાલિયનાગ ની પૂંછડી નો ઝાંખો તારો ધ્રુવ નું સ્થાન લેશે, અને 12,000 વર્ષ પછી અભિજીત નો તારો ધ્રુવ બનશે. આમ 26,000 વર્ષ નું એક ચક્ર પૂર્ણ થતાં ફરી હાલ નો ધ્રુવ તારો પૃથ્વી ની ધરી સામે આવતાં આપણો ધ્રુવ તારો બનશે. આમ પૃથ્વીની આ વિશિષ્ટ લચક ગતિ અવકાશ માં સૂર્ય ની અને તારાઓની આકાશી ગતિમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો સર્જે છે અને સંક્રમણ ની તિથીઓ બદલે છે.