Nukleosynthese, kosmische Produktion aller Arten chemischer Elemente aus vielleicht einem oder zwei einfachen Arten von Atomkernen, ein Prozess, der groß angelegte Kernreaktionen beinhaltet, einschließlich der in der Sonne und anderen Sternen laufenden. Chemische Elemente unterscheiden sich voneinander aufgrund der Anzahl der Protonen (Grundpartikel, die eine positive Ladung tragen) in den Atomkernen der einzelnen. Spezies desselben Elements oder Isotope unterscheiden sich außerdem in der Masse oder aufgrund der Anzahl der Neutronen (neutrale Grundpartikel) in ihren Kernen voneinander. Kernspezies können durch Reaktionen, die Protonen oder Neutronen oder beides hinzufügen oder entfernen, in andere Kernspezies umgewandelt werden.
Kosmologie: Primordiale Nukleosynthese
Gemäß den oben dargelegten Überlegungen entsteht zu einem Zeitpunkt t von weniger als 10 bis 4 Sekunden Materie-Antimaterie
Viele der chemischen Elemente bis zu Eisen (Ordnungszahl 26) und ihre gegenwärtigen kosmischen Häufigkeiten können durch aufeinanderfolgende Kernfusionsreaktionen erklärt werden, die mit Wasserstoff und möglicherweise etwas Urhelium beginnen. Durch wiederholte Kernfusion verschmelzen vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern. Heliumkerne können wiederum zu Kohlenstoff (drei Heliumkerne), Sauerstoff (vier Heliumkerne) und anderen schwereren Elementen aufgebaut werden.
Elemente, die schwerer als Eisen sind, und einige Isotope leichter Elemente können durch das Einfangen aufeinanderfolgender Neutronen erklärt werden. Das Einfangen eines Neutrons erhöht die Masse eines Kerns; Der anschließende radioaktive Beta-Zerfall wandelt ein Neutron in ein Proton um (unter Ausstoß eines Elektrons und eines Antineutrinos), wobei die Masse praktisch unverändert bleibt. Die Zunahme der Anzahl der Protonen baut den Kern auf höhere Ordnungszahlen auf.
