我們的宇宙誕生於138億年前的那場驚天動地的大爆炸，這裡所說的大爆炸並不是一個動詞，當時並沒有什麼東西真正地發生了爆炸。大爆炸這個詞只是描述了一種狀態，形容的是當時那個溫度極高，密度極高，不斷膨脹的熱狀態。既然當時宇宙的密度和溫度都極高，十分類似於現在恆星內部的環境，那為什麼當時的質子也就是氫原子核沒有發生核聚變，形成重元素？甚至是誕生出整個元素週期表。而是要等了幾千萬年，甚至是幾億年後，當第一顆恆星誕生的時候，才開始了正兒八經的核聚變呢？
今天我們就聊一下這個問題。環顧當今的宇宙，毫無疑問，其中充滿了大量的氫和氦，這兩種元素的聚變為絕大多數的恆星提供了巨大的能量。照亮了整個黑暗的夜空，同時也誕生了生命。在我們的地球上，氫和氦這兩種元素只佔了很小的一部分，從質量上來說還不到1%。地球上更多的是比氫和氦更重的元素，例如氧元素和矽元素。事實上。地球上所有的重元素都是在幾代恆星的不斷更迭中形成的。最早的第一代恆星把氫元素聚變為重元素，最後以超新星爆發的形式死亡，然後把形成的重元素又拋回到了宇宙當中。這些膠中的元素連同原始元素，也就是宇宙中原本就存在的氫和海再次混合。被納入了下一代恆星中。下一代恆星的死亡以後。又以更多的重元素，豐富了宇宙的介質，最終當膠中的元素變得足夠的豐富的時候。就形成了岩石行星。很明顯，恆星是一個元素的加工廠，是萬事萬物誕生的根本。
根據宇宙演化理論，我們知道現在的宇宙隨著時間的推移正在不斷地膨脹和冷卻，這意味著在過去的每一個時刻，宇宙中所有的物質密度會更高，溫度會更高，輻射也會更強。這裡所說的輻射，主要指的就是光子和中微子當時所攜帶的能量。如果我們繼續往前追溯，我們會發現宇宙第一次形成中性原子的時刻。如果我們再繼續往前走，哪怕溫度再升高一點點，中性原子就會因為高溫高壓而炸裂開來，這個過程就是中性原子的電離。此時的宇宙，按照數量來說，由92%的氫原子核和8%的氦原子核組成，或者是按質量來說，大約是75%-76%的氫原子和24%-25%的氦原子核組成，還有少量的鋰和鈹元素。但除了這些元素的原子核之外，再也沒有任何其他的元素，這時就會出現一個巨大的疑問，為什麼氫還會呈現出這樣一個比例？如果此時宇宙足夠熱，密度足夠大，也可以在早期進行核聚變，為什麼當時宇宙只把少量的氫原子聚變成了氦？為什麼沒有更多的原子核參加核聚變？為什麼還沒有繼續聚變成為更重的元素？那麼，為了找到這個問題的答案，我們需要追溯到很久很久以前，在宇宙誕生之初還不到一秒鐘的時候。
這時，宇宙中充滿了幾乎等量的物質和反物質，其中包括質子和反質子，中子和反中子，電子和正電子，中微子和反，中微子，當然還有光子，光子它本身自己就是自己的反粒子等等這些正反粒子。這時的宇宙溫度高，到了讓兩個光子發生碰撞的時候，就會自發地形成物質和反物質，然後正反物質相遇以後，又會發生湮滅，又變回了兩個光子，此時，宇宙中正反物質產生的速度和湮滅的速度是一樣快。在極短的時間內，宇宙中正反物質的數量幾乎處在了平衡的狀態，但是隨著宇宙的膨脹冷卻，溫度下降以後，正反物質湮滅的速度會快於光子自發形成正反物質的速度。最終，所有反質子和反中子與質子和中子一起發生了湮滅。由於在這個過程中發生了正反物質數量不對稱的現象，導致了正物質比反物質數量多了大約十億分之一。
最終，反物質就這樣消失不見了，宇宙中就保留下了一小部分的物質。正是這一小部分的物質創造了今天我們所看到的一切。在這一小部分的物質中，質子和中子的數量大致是相等的，各佔一半，也就是說是50 : 50。這些質子和中子最終形成了我們宇宙中已知的所有的原子，而原子的另外一個部分。電子和正電子。由於他們的質量很小，兩個光子相撞很容易產生正版電子，所以他們仍然以巨大的數量存在了，很長一段時間。這個時候電子和中微子的數量比質子和中子多出了大約10億倍。此時，宇宙的溫度，不僅可以保證正反電子的產生和湮滅處在一個平衡的狀態，而且也能保證質子和中子之間可以相互轉化。一個質子與電子結合以後，會生成中子，並釋放出一個電子中微子H。公子可以與電子中微子結合，再生成一個質子和電子。這個過程被稱為質子和中子之間的相互轉化。這就是為什麼我剛才說質子和中子在數量上是大致相等的，因為它們可以相互轉化。但是，它們之間數量相等，並不會持續很長的時間，因為中子比質子重了大約0.2%。也就是說，質子到中子的轉化，需要的能量比中子到質子的轉化，需要的能量大。所以，隨著宇宙的冷卻溫度的下降，質子和電子的反應會變得越來越慢，甚至是停止。而中子和中微子對產生質子和電子對的反應依然可以相對容易地進行，所以說在宇宙形成一到三秒內。大部分的種子會轉化為質子，使得質子和中子的比例從剛才的50 : 50變成現在的80 : 15，此時，宇宙中的質子和中子總數還是比較豐富的。
溫度密度也可以讓它們融合成更重的元素，但是這個時候卻遇到了困難，因為光子的數量比質子和中子多出了十億分之一。而且在宇宙膨脹和冷卻的前幾秒裡。光子充滿了能量，使得每次質子與中子剛融合在一起，形成刀的時候，就會被光子撞擊，然後墊底。也可以理解為光子將氘原子炸成了一個質子和中子。這就是核反應中常說的刀平靜。因為氘原子核結合得相當地脆弱，他的脆弱阻止了進一步的核反應的發生。就這樣，質子和中子只要一結合，就會被光子炸開，然後又結合又被炸開，不斷地發生這樣重複的反應。隨著時間的推移，自由之子是穩定的，所以說它不會發生任何改變。但自由中子不穩定，它的半衰期大約為十分鐘，會衰變為質子、電子和反電子中微子。到宇宙冷卻可以產生刀的程度的時候，已經過去了大約三分多鐘的時間，這樣就進一步把85%的質子和15%的中子比例變成了接近88%的質子和略多於12%的中子。隨著刀的形成，核聚變就可以往下進行了。並且反應速度非常快。往刀裡新增一個質子，就形成了一個氦三，再新增一箇中子，就變成了氦4往氘裡面新增一箇中子就變成了氚，再新增一個質子，就變成了氦4。就這氦元素就誕生了。到氦這一步的時候，宇宙誕生已經經歷了十分鐘的時間，這時空間中充滿了質子和氦四核，但是質子不能和氦四核繼續融合，因為HY非常不穩定，在短短的十的負21次方秒就會衰變為氦四兩個氦四核可以產生一個皮包，雖然皮包存在的時間能稍微長一些，但是也會在短短的十的負十六次方秒衰變為兩個氦四。三個氦四可以融合為一個碳12，但是此時宇宙膨脹後的溫度已經無法支撐和融合，不再往下進行了。
最後，99%以上的種子被鎖定在了氦四核當中，我們知道在核反應之前。宇宙中有12%的中子，88%的質子核融合以後等量的中子和等量的質子形成了氦四，剩下的就是質子，也就是氫原子核。這就是為什麼根據質量我們說，宇宙誕生以後，氫的質量佔了75%-76%，氦的質量佔了24%-25%。由於每個氦核的質量大約是清河的四倍，所以說按原子數量計算，宇宙中的氫的數量約為92%，氦的數量約為8%。其次，在核反應當中還殘留了極少量的氘和氦三個字，約為0.01%裡的殘留更少。這就是宇宙誕生詞所創造的一切。我們今天看到的所有的東西都是來自這些氫元素和氦元素。在宇宙學中，我們把宇宙誕生時的核聚變稱為太初核融合。目前，我們透過觀察遙遠類星體發出的光線，這些光線會經過原始宇宙氣均，經過分析其中的光譜吸收特徵，我們已經確定了，宇宙誕生的時候確實只產生了氫和氦。而且觀測出來的元素比例跟我們的理論預測是一致的，所以說。大爆炸和融合的理論預測就成為了宇宙大爆炸理論的三大基石。另外兩個基石就是哈勃賬和宇宙微波背景。
