крізь існували відповідні умови для нуклеосинтеза. Пізніше він відбувався лише в надрах зірок, в основному більш масивних, ніж наше Сонце. В обох випадках основним процесом є ядерні реакції, тобто реакції, в яких при взаємодії атомних ядер одного або декількох типів виникають ядра нового типу. Ці реакції не тільки створили атоми, з яких складаємося ми самі і наша планета; вони ж служать джерелом енергії для Сонця та інших зірок. Нуклеосинтез, або нуклеогенезом, потрібно відрізняти від баріогенеза, тобто від процесу, що протікав у ще більш ранньому Всесвіті, в якому складові частини атомного ядра (протони і нейтрони) формувалися з кварків - найбільш фундаментальних частинок речовини.
Космологічний нуклеосинтез . А. Пензіас і Р. Вілсон, виявивши в 1965, що космічний простір заповнене мікрохвильовим випромінюванням, підтвердили пророкування, зроблене майже за 20 років до цього Р. АЛЬФЕР, Р. Херманом і Г. Гамовим, які теоретично вивчали ядерні реакції в дуже молодому Всесвіті . Відкриття реліктового мікрохвильового випромінювання довело, що 10-20 млрд. років тому Всесвіт була дуже щільною і гарячою. Її температура перевищувала 1 000 000 000 К, а щільність була як в надрах Сонця - саме такі умови потрібні для ядерних реакцій. З'ясувавши, що температура реліктового випромінювання становить 2,75 К, астрономи визначили типи та інтенсивність ядерних реакцій в ті далекі часи. Майже всі ці реакції вдалося здійснити в лабораторії і визначити, з якою інтенсивністю відбуваються реакції при різних температурах, скільки при цьому виділяється енергії і які виходять продукти. Основними продуктами ядерних реакцій в молодому Всесвіті були водень і гелій в пропорції за масою приблизно 3:1. Сформувалося також мізерну кількість важкого водню (дейтерію 2H), легкого гелію (3He) і літію (Li): всього кілька мільйонних часток від загальної маси. Тому найперші зірки повинні були складатися практично тільки з водню і гелію. Тих перших зірок вже немає, але найстаріші зі збережених зірок містять менше 0,001% всіх інших елементів. А ось у Сонця і більше молодих зірок ці елементи складають по масі вже близько 2%. Реакції в ранньому Всесвіті зупинилися на водні і гелії з невеликою кількістю домішок, тому що не існує стійких атомних ядер, що містять 5 або 8 протонів і нейтронів. Саме тому з водню (з одним протоном) і гелію (з двома протонами і двома нейтронами) не можна скласти більш складні ядра. До того часу, коли Всесвіт охолола настільки, що стали можливі й інші реакції, вона так розширилася, що низька щільність речовини зробила вкрай малоймовірним одночасне зіткнення трьох і більше ядер для народження складніших елементів. Важлива особливість космологічного нуклеосинтезу полягає в тому, що кількість утворився гелію, дейтерію і літію залежить від середньої щільності Всесвіту. При високій щільності частинки частіше стикаються, тому багато протони і нейтрони об'єднуються в ядра гелію і залишається дуже мало дейтерію; при низькій щільності утворюється більше дейтерію, але менше гелію і літію. З іншого боку, щільність Всесвіту визначає її долю: чи буде розширення тривати вічно або зупиниться і зміниться стисканням. Виміряне зміст гелію, дейтерію, 3He і літію показало, що щільності звичайної речовини недостатньо, щоб зупинити розширення Всесвіту. Якщо розширення Всесвіту урівноважене гравітацією всього речовини, значить, основна його частина складається з невідомих частинок, відмінних від звичайних протонів, нейт...
