Durante le prime fasi del Big Bang, in presenza di temperature molto elevate, le energie dei fotoni erano enormi, ma con l’espansione e il raffreddamento dell’universo si indebolirono. Meno di un milionesimo di secondo dopo l’evento iniziale la temperatura dell’universo superava i 10 milioni di milioni di k e una grande quantità di particelle e antiparticelle si formava e veniva annichilata. In quei momenti l’universo era costitutito da particelle di materia e da fotoni di energia raggiante grosso modo in quantità uguali. Prima della fine del primo millisecondo la temperatura era calata a meno di 10 mila miliardi di gradi kelvin e la formazione di particelle pesanti quali protoni e neutroni non era più possibile. La maggior parte di quelli già esistenti vennero rpidamente annichilati in seguito a collisione con le relative antiparticelle. Tuttavia la quantità di particelle era superiore a quelle delle antiparticelle, seppure di poco e quindi alcuni protoni e neutroni continuarono ad esistere e formarono gli atomi che costituiscono le attuali stelle e galassie. Si calcola che solo una particella su un miliardo sia sopravvissuta, mentre le altre venivano convertite in energia raggiante. Qualche secondo più tardi la temperatura era già calata a pochi miliardi di K e le energie dei fotoni risultarono quindi troppo basse per consentire la formazione di particelle leggere, quali elettroni e positroni, mentre collisioni fra quelli già esistenti ne annullavano la maggior parte, lasciando solo un residuo. Circa tre minuti dopo l’evento primordiale l’universo si era raffreddato fino a raggiungere una temperatura di un miliardo di K; le condizioni formatesi favorirono la saldatura di protoni e neutroni che diedero origine all’elio e ad altre piccole quantità di altri nuclei leggeri, il deuterio e il litio. Il rapporto attuale tra idrogeno ed elio fu fissato in quell’attimo. 
