塔衰变核反应，极大抑制了核合成的发生。
这种情况一直持续到宇宙年龄接近一秒钟的时候，宇宙温度下降到了10^11度级别，也就是几百亿度左右。中微子和反中微子，终于不再与核子发生相互作用，大爆炸核合成才真正开始。
之后，当宇宙的年龄到两、三分钟时，氢、氢的同位素、氦元素以及氦的同位素依次出现。
其中氢的同位素——氘（一个质子、一个中子），在核反应链条上属于中间产物，大量的氘通过不同路径最终形成了氦（两个质子、两个中子）。
等到宇宙年龄到达3分钟的时候，几乎所有的中子都到了氦里面。因为宇宙诞生时，质子和中子的比例是 7：1，所以这个时候，氢和氦的质量比例是为6：2，即 3：1。
也就是说，这个时候的宇宙，75%是氢，25%是氦，它们的原子序数分别为1和2，原子量则分别为1和4。
再之后，核反应继续进行，在高温环境中，粒子不断碰撞，由小的粒子生成大的粒子，由原子序数低的粒子，生出原子序数高的粒子。不过因为物理原则的限制，宇宙中不存在原子量为5和8的稳定原子，原子量为6的稳定原子锂6，反应截面又很小，所以核反应继续生出的下一个离子，是锂的同位素——锂7。
在这核反应的过程中，宇宙因为急剧膨胀，体积变得越来越大，温度下降得也越来越快。等到核反应生产出少量锂7的时候，宇宙已经变得非常冷了，核合成几乎结束。
宇宙年龄1小时的时候，核合成完全停止，这时候的宇宙中物质构成，大约为75%的氢，25%的氦，和极为少量的锂7，就好像是一大团棉花糖般的气态星云。
这种状态，从宇宙年龄一小时，一直保持宇宙年龄10亿年左右。
宇宙年龄10亿年的时候，气态星云的某些位置，因为含有比较多的物质，在万有引力作用下，它会不断吸引周围的更多物质聚集。密度变得越来越高，最终当万有引力大于内部支撑力的时候，就产生了重力塌陷。
引力塌陷之后，一片区域的气态星云会分裂成越来越小的许多片段，每一个片段中，塌缩的的气体都会以热能的形式释放出重力势能。随着它的温度和压力的增加，这些片段会慢慢凝结成一个被称为原恒星的超热旋转气体，这时第一代恒星就这么形成了。
第一代恒星形成后，在核心的内部，因为具有高温的环境，核合成开始重启，原子序数和原子量更大的元素开始依
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