نجوم و کیهان‌شناسی

در سیاره­هایی چون مریخ، مشتری و زحل، می­توان چرخش نشانه­ای را بر سطح و یا درون جو مشاهده کرد؛ مانند «لکۀ قرمز» که در جو مشتری قرار دارد.

سطح عطارد از زمین قابل تشخیص نیست و زهره هم با ابر پوشیده شده است. جهت تعیین دوره ­تناوب چرخشی در این دو از رادار کمک گرفته­ایم. فرض کنید زهره دقیقاً بین زمین و خورشید باشد و رادار بر روی خط واصل مرکز زمین، مرکز زهره و مرکز خورشید قرار دارد. بازتاب رادار به­صورت فرکانس رادیویی پیوسته دریافت می­شود. در این زمان (و تنها در این زمان) حرکت زهره عمود برخط دید است و هیچ انتقال دوپلری در سیگنال بازتابی رخ نمی­دهد. (البته اگر خیلی دقیق باشیم یک انتقال دوپلری بسیار کوچک به­نام انتقال دوپلری عرضی^[1]، براساس پیش­بینی نسبیت خاص، وجود خواهد داشت.)

فرکانس مرکزی بازتابش دقیقاً همان فرکانس ارسالی است و چنانچه زهره در چرخش نباشد، کل انرژی برگشتی در این فرکانس خواهد بود. اما فرض کنید زهره در حال چرخش باشد؛ یک لبۀ سیاره، نسبت به مرکز در حال نزدیک شدن به ما و لبۀ دیگر در حال دور شدن است. بدین ترتیب بازتابش از لبه­ها دچار انتقال دوپلری در دو جهت مخالف نسبت به فرکانس مرکزی می­شود و با پهن­شدگی فرکانس در سیگنال بازتابش مواجه می­شویم. هرچه پهن­شدگی بیشتر باشد، سرعت چرخش سیاره بیشتر است.

رصدهای راداری در دهۀ 1960 نشان داد که سرعت چرخش زهره بسیار کند است و 01/243 روز طول می­کشد تا یک ­بار به­دور محورش بچرخد - 3/18 روز بیشتر از زمان گردش به­دور خورشید! حتی تعجب­آورتر این­که جهت چرخش آن برعکس جهت مورد انتظار است. چنانچه از بالا به منظومه شمسی بنگریم، ملاحظه می­کنیم که تمام سیارات در خلاف جهت گردش عقربه­های ساعت به­دور خورشید در حرکتند. اسپین اکثر سیاره­ها نیز خلاف جهت گردش عقربه­های ساعت است، اما زهره (همراه با اورانوس و پلوتو) در جهت گردش عقربه­های ساعت می­چرخد. به این چرخش اصطلاحاً چرخش رجعی^[2] گفته می­شود.