现代宇宙学认为:原始宇宙是完全由中子组成的非常炽热、非常稠密的大火球。后来,宇宙开始膨胀并变冷,这时中子蜕变为质子和电子。这种由中子、质子和电子组成的原始物质名叫“太素”(Yelm)。
当原始宇宙温度下降到109~1010K时,原始物质开始结合成氘和氦(当然绝大部分还是氢),这是原始的星际物质。根据B2FH理论,原始的星际物质靠引力收缩形成一些团块——原始恒星,同时内部温度逐渐升高,当恒星内部温度升到7×106K以上时,氢的核聚变开始,核反应的辐射膨胀与恒星的引力收缩相抵制,恒星发光并进入相对稳定状态,这时恒星内部的核聚变有质子-质子循环和碳-氮循环两种。这是恒星氢燃烧阶段,一般可稳定进行100万~100亿年。我们的太阳已进行了约46亿年,估计还将继续50亿年。这一阶段在恒星核心生成氦,同时还有一些碳、氮、氧等元素的形成。
当恒星核心的氢全部转为氦(约占恒星总质量10%~15%)时核反应停止,引力收缩占优势,结果使核心温度上升,恒星外壳膨胀,变成红巨星。当核心温度升高到108K,密度也骤增,开始了新的核反应——氦燃烧。这时恒星变成脉动变星(这类恒星有规律的膨胀和收缩像脉搏一样)。氦燃烧主要是三个氦原子核结合成碳核的聚变反应,然后再生成氧。
如果恒星足够大,那么还将继续收缩升温,发生碳和氧燃烧(聚变)过程,生成硅、钙等元素。更进一步则是硅燃烧(又名α过程),其核反应机理是硅核光解生成高能α粒子,α粒子又与别的核结合生成铁族元素。当恒星演化到这个阶段,核心的温度可以增高到4×109K,这就使核达到统计平均状态,生成元素周期表上铁附近的多种元素。这个过程是e过程(平衡过程),结果是生成铁质核心。到这时,恒星就进入风烛残年了。
据B2FH理论,比镍更重的元素不能靠聚变反应生成,而是由一些重元素核在恒星中连续俘获中子形成的。在大质量恒星(质量达到8~20个太阳质量)演化的末期,核心温度可以高达4×109K,铁会转为氦和中子,大量吸热,使核心处于爆缩状态,随之是超新星爆发。这时强密度中子流会陆续击人元素核中生成铀、钍,甚至超铀元素和超重元素。