Ydinsynteesi
Ydinsynteesi eli nukleosynteesi on tapahtuma, jossa uusi atomiydin muodostuu olemassa olevista vapaista nukleoneista eli protoneista ja neutroneista. Ensimmäiset nukleonit syntyivät alkuräjähdyksessä gluonien avulla, kun maailmankaikkeuden lämpötila oli laskenut alle kymmenen miljoonan celsiusasteen lämpötilaan. Suurin osa nukleosynteeseistä tapahtuu tähdissä, jotka ovat tuottaneet ja tuottavat edelleen kaikki heliumia raskaammat alkuaineet.
Alkuräjähdys
Muutaman minuutin kuluttua lämpötilan laskettua noin miljardiin kelviniin ja tiheyden ollessa ilman tiheyden luokkaa neutronit ja protonit yhdistyivät deuterium- ja heliumytimiksi alkuräjähdyksen ydinsynteesiksi kutsuttavassa prosessissa. Useimmat protonit säilyivät yhdistymättöminä vety-ytiminä. Noin 380 000 vuotta myöhemmin elektronit ja ytimet yhtyivät lähinnä vetyatomeiksi ja fotonit vapautuivat aineesta, jolloin muodostui nykyisin havaittava kosminen taustasäteily.