Nukleosintesis Big Bang
Pengetahuan mengenai kelimpahan helium-4 menjadi penting karena ternyata didapati bahwa kelimpahan helium-4 di alam semesta lebih besar daripada yang diperkirakan dari nukleosintesis bintang. Sebagai tambahan, kelimpahan ini menjadi sebuah batu uji penting bagi teori Big Bang. Jika kelimpahan helium-4 jauh berbeda dari angka 25%, maka akan menghadirkan tantangan serius bagi teori Big Bang.
Litium
Menurut teori kosmologi modern, litium—untuk dua isotop stabil (litium-6 dan litium-7)—adalah salah satu dari 3 unsur yang disintesis dalam Dentuman Besar. Meskipun jumlah yang dihasilkan dari nukleosintesis Big Bang bergantung pada jumlah foton per barion, untuk memenuhi nilai kelimpahan litium yang layak dikalkulasi, dan terdapat "kesenjangan litium kosmologis" di Alam Semesta: bintang yang lebih tua tampaknya memiliki litium kurang dari yang seharusnya, dan beberapa bintang yang lebih muda memiliki lebih banyak. Kurangnya litium pada bintang yang lebih tua rupanya disebabkan oleh "pencampuran" litium ke dalam interior bintang, di mana ia dihancurkan, sementara litium diproduksi di bintang yang lebih muda. Meskipun ia bertransmutasi menjadi dua atom helium karena bertumbukan dengan proton pada suhu di atas 2,4 juta derajat Celcius (kebanyakan bintang dengan mudah mencapai suhu ini di interior mereka), litium lebih banyak daripada perhitungan saat ini yang diperkirakan akan terjadi pada bintang generasi selanjutnya.