Nukleosintesis
Nukleosintesis adalah proses penciptaan inti-inti atom baru dari nukleon-nukleon (proton dan neutron) yang sudah ada sebelumnya. Diduga bahwa nukleon-nukleon primordial sendiri terbentuk dari plasma kuark-gluon dari Big Bang (Dentuman Besar) ketika ia mendingin di bawah dua triliun Kelvin. Beberapa menit kemudian, bermula hanya dengan proton dan neutron, terbentuklah inti-inti aton sampai litium dan berilium (kedua-duanya berbilangan massa 7), tetapi hanya berjumlah relatif kecil. Kemudian proses fusi secara esensial berhenti karena suhu dan kerapatan berkurang, karena semesta terus saja mengembang. Proses nukleosintesis primordial pertama ini dapat juga disebut sebagai nukleogenesis.
Nukleosintesis Big Bang
Nukleosintesis Big Bang tidak menghasilkan elemen-elemen yang lebih berat daripada berilium. Tidak ada inti stabil di alam yang mengandung 8 nukleon, sehingga terdapat "bottleneck" yang menghentikan proses nukleosintesis hanya sampai di sini. Pada reaksi fusi nuklir yang terjadi di dalam bintang, "bottleneck" tersebut dilewati melalui proses triple-alpha, yaitu proses reaksi nuklir yang melibatkan tumbukan tiga inti helium-4. Namun proses triple alpha tidak dapat mengubah sejumlah besar helium menjadi karbon hanya dalam orde waktu beberapa menit. Proses triple-alpha memakan waktu puluhan ribu tahun untuk dapat mengubah helium menjadi karbon dalam jumlah yang signifikan.