عناصر رادیواکتیو معمولا سه نوع ذره یا اشعه از خود صادر می‌کنند که شامل ذره آلفا ، ذره بتا و اشعه گاما است. با قرار دادن اشعه رادیواکتیو تحت تاثیر میدان مغناطیسی متوجه شده‌اند که ذره آلفا دارای بار مثبت ، بتا دارای بار منفی و اشعه گاما بدون بار است.

خواص ذره آلفا

جنس ذره آلفا ، هسته اتم هلیوم است که از دو نوترون و دو پروتون تشکیل یافته است. جرم آن حدود 4 برابر جرم پروتون و بار الکتریکی آن 2+ و علامت اختصاری آن (4,2)He است. برد ذره آلفا به عنصر مادر ، انرژی اولیه و جنس محیط بستگی دارد. مثلا برد ذره آلفا صادره از رادیوم در هوا تقریبا 4.8 سانتیمتر می‌باشد. ذره آلفا به علت داشتن 2 بار مثبت هنگامی که از نزدیکی یک اتم عبور می کند، ممکن است تحت تاثیر میدان الکتروستاتیکی خود ، الکترون مدار خارجی آن اتم را خارج سازد و یا به عبارت دیگر اتم را یونیزه کند. همچنین ذره آلفا قادر است محل الکترون را تغییر دهد، یعنی الکترون تحت تاثیر میدان الکتریکی ذره آلفا از مدار پایین تری به مدار بالاتر صعود می‌کند و در نتیجه اتم به حالت برانگیخته در می‌آید. قابلیت نفوذ ذره آلفا بسیار کم است.

خواص ذره بتا

جنس ذره بتای منفی ، از جنس الکترون می‌باشد، بار الکتریکی آن 1- و علامت آن بتای منفی است. برد ذره بتا در هوا در حدود چند سانتیمتر تا حدود یک متر است. البته برد این ذره نیز به انرژی اولیه (عنصر مادر) و جنس محیط بستگی دارد. برخلاف ذره آلفا ، ذره بتا از نظر حفاظت یک خطر خارجی محسوب می‌شود. خاصیت یون سازی این ذره به مراتب کمتر از ذره آلفا است، یعنی بطور متوسط در حدود 100 مرتبه کمتر از ذره آلفا می‌باشد. ذره بتا می‌تواند در اتمها ایجاد برانگیختگی کند، ولی این خاصیت نیز در ذره بتا، به مراتب کمتر از ذره آلفا است. قدرت نفوذ ذره بتا بطور متوسط 100 برابر بیشتر از ذره آلفا است. طیف ذره بتا تک انرژی نیست، بلکه یک طیف پیوسته است که تمام مقادیر انرژی از 0 تا انرژی ماکزیمم را دارا می‌باشد. این ذره همان پوزتیرون است که ضد ماده الکترون می‌باشد. جرم آن با جرم الکترون برابر بوده و دارای باری مخالف با بار الکترون است و علامت اختصاری آن حرف بتای مثبت است.

خواص اشعه گاما

جنس اشعه گاما از جنس امواج الکترومغناطیسی می‌باشد، یعنی از جنس نور است. ولی با طول موج بسیار کوتاه که طول موج آن از 1 تا 0.01 آنگستروم تغییر می‌کند. جرم آن در مقیاس اتمی صفر ، سرعت آن برابر سرعت نور ، بار الکتریکی آن صفر و علامت اختصاری آن حرف گاما می‌باشد. انرژی اشعه گاما از 10 کیلو الکترون ولت تا 10 مگا الکترون ولت تغییر می‌کند. برد آنها بسیار زیاد است. مثلا در هوا چندین متر است. خاصیت ایجاد یونیزاسیون و برانگیختگی در اشعه گاما نیز وجود دارد. ولی به مراتب کمتر از ذرات آلفا و بتا است. مثلا اگر قدرت یونیزاسیون متوسط اشعه گاما را یک فرض کنیم، قدرت یونیزاسیون متوسط ذره بتا 100 و ذره آلفا 104 خواهد بود. قدرت نفوذ این اشعه به مراتب بیشتر از ذرات بتا و آلفا است. طیف انرژی اشعه گاما ، همانند ذرات آلفا تک انرژی است. یعنی تمام فوتونهای گامای حاصل از یک عنصر رادیواکتیو دارای انرژی یکسانی هستند.

 

او هرگز با کوانتوم آشتى نکرد

مریم جعفر اقدمى

همیشه وقتى سخن از اینشتین به میان مى آید، ذهن ها متوجه نظریه نسبیت و پیامدهاى انقلابى آن در فیزیک مى شود. اما کمتر کسى این نکته را به خاطر مى آورد که اینشتین همانطور که در اولین انقلاب علمى قرن بیستم یعنى نظریه نسبیت سهیم بود، در انقلاب دیگر یعنى فیزیک کوانتومى نیز نقش بسزایى داشت. حتى جایزه نوبل هم به خاطر مقاله «اثر فوتوالکتریک» که تاییدى بر کوانتومى بودن نور بود، به او اهدا شد. اما بازى سرنوشت آنگونه شکل گرفت که یکى از بزرگترین حامیان مکانیک کوانتومى، منتقد تراز اول آن نیز باشد. این مقاله نگاهى است به واکنش اینشتین نسبت به مکانیک کوانتومى و مباحثات او با فیزیکدانان بانى نظریه کوانتوم به ویژه نیلز بور. هدف توصیف اتفاقاتى است که در تاریخ کوانتوم افتاده است و تنها در موارد ضرورى مسائل علمى ذکر شده است.

کنگره سولوى

همه چیز از کنگره سولوى شروع شد. بانى این سرى کنگره ها، یک صنعتگر آلمانى به نام ارنست سولوى بود. او اولین کنگره بین المللى سولوى را کمى قبل از شروع جنگ جهانى اول، در شهر بروکسل برگزار کرد. قرار بر این بود که در این کنفرانس ها حدود 30 نفر از فیزیکدانان برجسته دعوت شوند و بر روى موضوع از قبل تعیین شده اى، بحث و بررسى کنند. از سال 1911 تا 1927 پنج کنگره با این روش برگزار شد و هر کدام به یکى از پیشرفت هاى فیزیک در آن سال ها اختصاص داشت. معروف ترین کنگره سولوى در سال 1927 و با موضوع فیزیک کوانتومى برگزار شد. در بین شرکت کنندگان در این کنفرانس 9 فیزیکدان نظرى حضور داشتند که بعد ها همه آنها به خاطر سهم مهمى که در شکل گیرى نظریه کوانتوم داشتند، برنده جایزه نوبل شدند. ماکس پلانک، نیلز بور، ورنر هایزنبرگ، اروین شرودینگر و... آلبرت اینشتین از جمله آن فیزیکدان ها بودند. اما اینشتین هنگام شرکت در کنگره به خاطر نظریه نسبیت و همین طور دریافت جایزه نوبل به قدر کافى مشهور بود. به همین دلیل نظر او براى دیگر فیزیکدان ها اهمیت زیادى داشت. هنگام برگزارى پنجمین کنگره سولوى یکى، دو سال بود که از ارائه فرمول بندى شسته رفته اى از مکانیک کوانتومى مى گذشت. ماکس بورن یک فرمول بندى آمارى از مکانیک کوانتومى منتشر کرده بود و هایزنبرگ هم اصل عدم قطعیت (uncertainty principle) خود را مطرح کرده بود. نیلز بور نیز براساس این دستاوردها تعبیر معرفت شناختى خود را از مکانیک کوانتومى پیشنهاد کرده بود که در ضمن آن ایده مکملیت (complementarity) را نیز معرفى مى کرد. همه این موارد دلایلى کافى بودند که اینشتین در تمام طول کنفرانس با بور و هایزنبرگ به بحث بنشیند.

تعبیر کپنهاگى

نکته مهم در اصل عدم قطعیت هایزنبرگ این بود که، نمى توان مکان و تکانه (یا سرعت) یک ذره را به طور همزمان و به طور دقیق اندازه گیرى کرد. با اندازه گیرى مکان عدم قطعیتى در اندازه گیرى سرعت به وجود مى آید و بالعکس. با مطرح شدن این اصل جنجال برانگیز خیلى ها عدم قطعیت را ذاتى طبیعت دانستند و گفتند که این مشکل دستگاه اندازه گیرى یا ناظر نیست. به این ترتیب اصل علیت را زیر سئوال بردند، به این معنى که وقتى نمى توانیم زمان حال یک سیستم را به طور دقیق بدانیم پس از آینده آن نیز چیزى نمى دانیم و از آنجا که این جهل به ذات طبیعت و نه به دستگاه اندازه گیرى مربوط است، روابط على مخدوش مى شود. این نتیجه گیرى از یک اصل کاملاً فیزیکى یکى از جنبه هاى تعبیرى بود که بعدها به «تعبیر کپنهاگى» از مکانیک کوانتومى معروف شد. از دیگر مولفه هاى تعبیر کپنهاگى ویژگى آمارى و احتمالاتى پدیده هاى زیراتمى بود. براى مثال اگر ناظرى سرعت ذره اى را در راستاى معینى اندازه گیرى کند، به احتمال X یک مقدار خاص و به احتمال Y مقدار دیگرى را به دست مى آورد. روى دادن هر کدام از این احتمالات هم کاملاً تصادفى است و هیچ مکانیسمى براى چگونگى اتفاق آنها بیان نمى شود. نکته دیگر تعبیر کپنهاگى انکار واقعیت فیزیکى بود، به این معنا که فرمول بندى مکانیک کوانتومى تنها واقعیت موجود است. پیش بینى نتایج و کارآمد بودن فرمول بندى کافى است و لازم نیست که این فرمول بندى حتماً با یک واقعیت عینى فیزیکى متناظر باشد.

اینشتین بر ضد بور

اینشتین به هیچ وجه نمى توانست زیر بار یک چنین تعبیرى برود. او فیزیکدانى بود که همواره به دنبال کشف طبیعت بود و یک چنین نظریه اى با این نتایج عجیب و غیرشهودى او را راضى نمى کرد. اینشتین به رئالیسم اعتقاد داشت و نمى توانست بپذیرد که مشاهده کننده واقعیت یک پدیده فیزیکى را تعیین مى کند. او معتقد بود که فیزیکدان ها به ایده آلیسمى از نوع بارکلى روى آورده اند که آنها را سرمست کرده است و از هدف اصلى علم و همچنین فیزیک دور شده اند. به همین دلیل بود که در کنگره سولوى به شدت در مقابل نظریات بور و هایزنبرگ موضع گیرى کرد. هایزنبرگ در خاطرات خود مى نویسد: «همه بحث ها در سر میز غذا شکل مى گرفت و نه در تالار کنفرانس و بور و اینشتین کانون همه بحث ها بودند. بحث معمولاً از سر میز صبحانه شروع مى شد و اینشتین آزمایش فکرى جدیدى که گمان مى کرد اصل عدم قطعیت را رد مى کند، مطرح مى کرد. پس از بحث هاى بسیار در طول روز، بور سر میز شام به اینشتین ثابت مى کرد که آن آزمایش هم نمى تواند اصل عدم قطعیت را خدشه دار کند. اینشتین کمى ناراحت مى شد، اما صبح روز بعد با یک آزمایش فکرى دیگر که پیچیده تر از آزمایش قبلى بود، از راه مى رسید. پس از چند روز پاول اهرنفست فیزیکدان هلندى که دوست اینشتین بود گفت: من به جاى تو خجالت مى کشم، استدلال هاى تو در برابر مکانیک کوانتومى شبیه استدلال هایى است که مخالفانت در برابر نظریه نسبیت مى آورند.» اینشتین با این آزمایش هاى فکرى مى خواست وجود ناسازگارى در مکانیک کوانتومى را نشان دهد تا بتواند آن را رد کند، اما موفق نشد. او همیشه مى گفت نمى تواند قبول کند که خدا شیر یا خط بازى مى کند. او معتقد بود اگر خدا مى خواست تاس بازى کند این کار را به طور کامل انجام مى داد و در آن صورت ما دیگر مجبور نبودیم به دنبال قوانین طبیعت بگردیم، چرا که دیگر قانونى نمى توانست وجود داشته باشد. جواب بور به تمامى این جملات نغز این بود که: ما هم وظیفه نداریم براى خدا در اداره کردن جهان تعیین تکلیف کنیم. به این ترتیب بور در پنجمین کنگره سولوى توانست از سازگارى منطقى تعبیر کپنهاگى دفاع کند. اما بحث هاى اینشتین و بور به ششمین کنگره سولوى در سال 1930 نیز کشیده شد و باز هم اینشتین نتوانست نتیجه اى بگیرد. پس از آن تلاش کرد که ناقص بودن مکانیک کوانتومى را نشان دهد.

اینشتین، پودلسکى و روزن

اینشتین در ادامه تلاش هایش براى اثبات ناقص بودن تعبیر استاندارد مکانیک کوانتومى، مقاله اى را در سال 1935 با همکارى پودلسکى و روزن منتشر کرد. این مقاله با عنوان «آیا توصیف مکانیک کوانتومى از واقعیت فیزیکى مى تواند کامل باشد؟» بعدها با نام اختصارى EPR معروف شد. آنها در مقاله شان سعى کردند که با یک آزمایش فکرى نشان دهند عناصرى از واقعیت وجود دارند که در توصیف کوانتومى وارد نشده اند و بنابراین مکانیک کوانتومى ناقص است. طبق نظر اینشتین نظریه اى کامل است که هر عنصرى از واقعیت فیزیکى مابه ازایى در آن داشته باشد. چهار ماه بعد، بور در مقاله اى با همان عنوان آزمایش EPR را رد کرد و نشان داد که استدلال آنها مغالطه آمیز است.اما این پایان ماجرا نبود. نه اینشتین و نه بور، هیچکدام راضى نشده بودند. اینشتین تا پایان عمرش در سال 1955 همچنان مشکلات مکانیک کوانتومى را یادآورى مى کرد. در مورد بور هم معروف است عکسى که از تخته سیاه او درست یک روز قبل از مرگ او گرفته شده، شامل طرح آزمایشى است که در سال 1930 مورد بحث او و اینشتین بوده است. اینشتین هیچ گاه مکانیک کوانتومى را نپذیرفت و در بهترین حالت قبول کرد که این نظریه، فقط یک نظریه موقتى است که کامل نیست و فیزیکدانان باید به دنبال نظریه اى دیگر باشند. نظریه اى که هم به علیت و هم به رئالیسم مقید باشد و در عین حال زیبا و ساده نیز باشد

 

حامد پورایمانی، دانشگاه اصفهان

hamed_physics@yahoo.com

همان طور که می دانیم در نظریه سی.پی.اچ اسپین وزمان رابطه ی مستقیمی دارند. با توجه به این نظریه، سی. پی. اچ. بنیادی ترین ذره است و همه چیز از سی. پی. اچ. ساخته شده است. تولید سایر ذرات نظیر پروتون و الکترون ... با افزایش اسپین سی. پی. اچ. ها امکان پذیر است. این فرایند را می توان در تولید و واپاشی زوج الکترون-پوزیترون بخوبی مشاهده و توجیه کرد.

فوتونی با انرژی زیاد، تمامی انرژی E=hf خود را در برخورد با هسته از دست می دهد و یک زوج الکترون - پوزیترون می آفریند. پوزیترون ذره ای است که کلیه ی خواص آن با خواص الکترون یکسان است مگر بار الکتریکی و علامت گشاور مغناطیسی آن، زیرا بار الکتریکی پوزیترون مثبت است.

تولید زوج الکترون - پوزیترون

در ارتباط با تولید زوج، فرایند معکوسی وجود دارد که نابودی زوج نامیده می شود. یک الکترون و یک پوزیترون مجاور یکدیگر، در هم ادغام می شوند و به جای آن انرژی تابشی به وجود می آید

نابودی زوج

امروزه مشاهده ی تولید و واپاشی زوج الکترون - پوزیترون در آزمایشگاه یک پدیده ی عادی بشمار می رود. در سال 1955 برای نخستین بار زوجهای پروتون- پاد پروتون و نوترون - پاد نوترون در آزمایشگاه آفریده شدند.

با توجه به پدیده های فوق بسادگی (طبق نظریه سی. پی. اچ.) مشاهده می می شود که هنگام تولید زوج، سرعت خطی سی. پی. اچ. های موجود در ساختمان فوتون به اسپین تبدیل می شود و هنگام واپاشی زوج، اسپین به سرعت خطی تبدیل می شود. حال با توجه به اتساع زمان

T = To ( 1 – (V^2) / (C^2) ) ^1/2

که نسبیت بر آن تکید دارد بخوبی می توان اتساع زمان نسبیتی را از نظریه سی. پی. اچ. به دست آورد. زیرا همچنانکه می دانیم با افزایش سرعت ذره/جسم طبق رابطه ی بالا آهنگ زمان کند می شود. این امر دلالت بر آن دارد که رابطه ی مستقیمی بین اسپین و زمان قابل اثبات و پذیرفتنی است.

لذا می توان نتیجه گرفت که در عالم هستی،جهان هایی با زمانهای مختلف( به خاطر داشتن اسپینهای مختلف ) وجود دارند. حال انتقال از یک جهان به جهان دیگر را تصور کنید که دارای زمان های (اسپین های) مختلفی هستند. این دو حهان را با الف و ب نشان می دهیم.

حالت اول : زمان در ب تندتر از الف است

چون زمان در ب تندتر از الف است، لذا اسپین در ب بیشتر از الف است. هنگام ورود از جهان الف به جهان ب اسپین سی.پی.اچ ها افزایش یافته و انرژی انتقالی آنها به انرژی دورانی تبدیل می شود. بنابراین در مرز دو جهان چگالی سی.پی.اچ ها بالا میرود ( چون انتقال کمنری داریم ) و در صورتیکه چگالی به اندازه ی کافی باشد، بتدریج سیاهچاله بوجود می آید. در این صورت از دید ناظر بیرونی که به سیاهچاله می نگرد، گذشت زمان درون سیاه چاله قابل مشاهده نیست. چرا که سیاهچاله روی مرز دو عالم با زمانهای مختلف قرار گرفته است.

حالت دوم : زمان در ب کندتر از الف است

چون آهنگ زمان در ب کندتر از الف است، لذا اسپین در ب کمتر از الف است. بنابراین حرکت سی. پی. اچ. ها از حالت اسپینی به انتقالی تغییر می کند. با افزایش حرکت انتقالی سی. پی. اچ. ها، تکانه ی خطی آنها موجب افزایش تکانه جهان شده و افزایش انرژی انتقالی (انرژی دورانی سی. پی. اچ. ها به انرژی انتقالی تغییر می کند) به کل جهان ب منتقل و موجب شتاب آن خواهد شد. به برداشت اینجانب این همان راز نهفته ی علت شتاب جهان و منبع تامین نیرو و انرژی لازم برای این شتاب است!

منبع : هوپا

نگاه اجمالی

تاکنون نظریات زیادی در مورد منشا منظومه شمسی و زمین ارائه شده است، در میان آنها ، دو نظر اساسی وجود دارد. اولی فرضیه برخورد نزدیک نام گرفته است. بر این پایه است که سیاره‌ها ، از مواد جدا شده از خورشید ، تشکیل شده‌اند. بر طبق آن ، کشش گرانشی یک ستاره یا دنباله‌دار به حدی بوده است که هنگام عبور از کنار خورشید مقداری از ماده آن را بیرون کشیده است. زمین ما عضوی از خانواده خورشید است.

منظومه شمسی نه سیاره اصلی تعداد زیادی قمر طبیعی (اقمار) ، تعداد زیادی سیارکها ، تعداد نامعلومی ستاره‌های دنباله‌دار به همراه شهابها ، شهاب سنگها به دور خورشید در حال گسترش هستند.

محتویات منظومه شمسی

تمامی اجرامی که تحت نیروهای گرانشی خورشید در مدارها در گردشند، منظومه شمسی را تشکیل می‌دهند. این اجرام بر اساس جرمشان در سلسله مراتب مشخص قرار دارند، در راس آنها خورشید واقع است، سپس سیارات ، اقمار و حلقه‌های آنها ، خرده‌های بین سیاره‌ای (ستاره‌های دنباله‌دار ، سیارکها ، شهابها) و در آخرین مرتبه گازها و گرد و غبار بین سیاره‌ای قرار دارند.

نظریه برخورد نزدیک

در اوایل قرن بیستم میلادی دو اخترشناس امریکایی نظریه برخورد نزدیک را ارائه دادند که بنا به عقیده آنها ، ذراتی از ماده خورشید ، در اثر برخورد نزدیک یک ستاره دیگر بیرون ریخته است. بعدا این ذرات به همدیگر پیوسته و اجرام بزرگی را تشکیل می‌دهند که از این اجرام بزرگ ، سیاره‌ها بوجود آمده‌اند.

فرضیه کانت – لاپلاس

نظریه مهم دیگر در سال 1755 میلادی (1134 شمسی) بوسیله فیلسوف آلمانی ، امانوئل کانت ، مطرح شد. نظر کانت به عقیده قابل قبول امروزی شبیه است. بر طبق آن ، منظومه شمسی از یک ابر گاز و غبار در حال چرخش ، شکل گرفته است. نظر کانت بوسیله ریاضیدان فرانسوی به نام پیر دو لاپلاس بسط داده شد. فرضیه کانت – لاپلاس ، یک ابر بسیار بزرگ از گازهای داغ را ترسیم می‌کند که به دور محور خود می‌چرخد. کانت و لاپلاس ، این ابر بزرگ را سحابی نامیده‌اند.

سرد شدن گاز سحابی ، باعث انقباض آن می‌شود. در این ضمن ، با انقباض جرم اصلی ، حلقه‌هایی از گاز در اطراف آن باقی می‌مانند. این جرم اصلی همان خورشید است. حلقه‌ها ، در اثر نیروی گریز از مرکز (نیرویی است که اجسام در حال چرخش را به طرف بیرون از مرکز چرخش می‌راند.) از مرکز دور می‌شوند. بنابراین فرضیه ، حلقه‌های جدا از هم ، منقبض شده و سیاره‌ها را بوجود آورده‌اند. دانشمندان در درستی این نظر تردید دارند، چرا که گازهای داغ گرایشی به انقباض ندارند، بلکه در فضا گسترش می‌یابند.

نظریه جدید ابرغبار

فیزیکدان آلمانی کارل فون وایتسزیکر بنیاد اصلی تئوری جدید ابر غبار را پیشنهاد کرد. بعد از آن اخترشناس امریکایی به نام جرارد کویپر نظر وایتسزیکر را به‌صورت تئوری جدید منشا منظومه شمسی تکمیل کرد. سیارات منظومه شمسی ، از همان گاز و غباری شکل گرفته‌اند که خورشید از آن پدید آمده است. ابر بزرگ با گردش خود در فضا به بخشهای کوچکتری تقسیم شده است.

ذرات موجود در این بخشها ، همدیگر را جذب کرده‌اند و سرانجام سیاره‌ها را بوجود آورده‌اند. بیشتر مواد ابر اصلی در اثر تابش خورشید از آن دور شده‌اند، ولی پیش از آنکه خورشید ، حالت ستاره به خود گیرد، اندازه سیاره‌ها به حدی رسیده بود که می‌توانستند در مداری به دور آن باقی بمانند یا گردش کنند.

شکل گیری منظومه شمسی

شکل گیری منظومه شمسی از دید دینامیک

منظومه شمسی یک ساختار منظم را برحسب خواص فیزیکی‌اش نشان می‌دهد، بطوری که اگر از بالای قطب شمال خورشید دیده شود، منظومه شمسی قواعد زیر را پیدا می‌کند:

• سیارات در خلاف جهت عقربه‌های ساعت در اطراف خورشید می‌گردند، خورشید نیز در همان جهت به دور خود می‌چرخد.
• به استثنای عطارد و پلوتو ، اکثر سیارات دارای صفحات مداری هستند که فقط بطور جزئی با صفحه دایرة‌البروج شیب دارند، مدارها تقریبا هم صفحه هستند.
  به استثنای عطارد و پلوتو ، سیارات در مدارهایی می‌گردند که خیلی به دایره نزدیک هستند.
• به استثنای زهره و اورانوس ، سیارات در خلاف جهت عقربه‌های ساعت (یعنی در همان جهت حرکت مداریشان) به دور خود می‌چرخند.
• اکثر قمرها در همان جهتی که سیارات مادرشان به دور خود می‌چرخند و در نزدیکی صفحات استوایی سیارات قرار دارند.
• ستاره‌های دنباله‌دار با دوره تناوب طولانی ، مدارهایی دارند که از همه جهات و زوایا می‌آیند، بر خلاف مدارهای هم صفحه سیارات ، اقمار ، سیارکها و ستاره‌های دنباله‌دار با دوره تناوب کوتاه.
• سه عدد از سیارات مشتری‌گون شناخته شده‌اند که دارای حلقه هستند.

شکل گیری منظومه شمسی از دید شیمی

تشکیل یک سیاره مستلزم یک فرآیند چند مرحله‌ای است، اولا دانه‌های جامد متعلق به سحابی خورشید متراکم می‌شوند. ثانیا این ذرات باهم یکی شده و اجرام آسمانی بزرگ به نام ریز سیارات را شکل می‌دهند که سپس تصادم کرده و برای تشکیل پیش سیارات با هم یکی می‌شوند و به سیارات امروزی متحول می‌گردند. ترکیبات شیمیایی سیارات بوسیله فرآیندی به نام تسلسل تراکم از روی تراکم دانه‌ها تعیین می‌شوند. ایده اولیه تسلسل تراکم این است:

مرکز سحابی باید در دمایی برابر چندین هزار درجه کلوین بوده باشد. در اینجا دانه‌های جامد ، حتی ترکیبات آهن و سیلیکاتها نمی‌توانستند متراکم شوند. در جای دیگر که مواد می‌توانستند به عنوان دانه‌های جدید متراکم شوند، به‌صورت زیر به دما بستگی داشت:

پایینتر از 2000 کلوین ، دانه‌های ساخته شده از مواد خاکی متراکم شدند، زیر 273 کلوین دانه‌های مواد خاکی و یخی هر دو می‌توانستند شکل بگیرند. در دمای متفاوت گازهای موجود و جامدات حاضر بطور شیمیایی برهمکنش کرده و ترکیبات متنوعی را تولید می‌کنند. اگر دمای سحابی به سرعت از مرکز به طرف بیرون کاهش یابد، چگالیها و ترکیبات سیارات می‌توانند با تسلسل تراکم توضیح داده شوند.