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如果把元素周期表上的每一个元素按照它们在宇宙中的丰度来排序 ， 结果会出人意料 。 最常见的元素是氢 ， 其质量大约占了整个宇宙质量的75% 。 另外大约25%是氦 ， 它们主要产生于热大爆炸的早期阶段 ， 但也产生于包括太阳在内的大多数恒星的氢核聚变 。
氧的丰度位列第三 ， 碳位列第四 ， 紧随其后的是氖、氮、铁、镁和硅 ， 这些都是在大质量恒星内部合成出来的 。 一般而言 ， 重元素很稀少 ， 轻元素很丰富 。 但有三个例外：分别是3号元素锂、4号元素铍和5号元素硼 。 这三种元素是元素周期表中第三、第四和第五轻的元素 ， 只比氢和氦更重一些 ， 那么 ， 为什么这些元素在宇宙中非常罕见呢？
原初核合成在早期宇宙中 ， 由夸克、轻子、光子、胶子和反物质粒子组成的早期宇宙合成出了第一批原子核 。 在早期宇宙中 ， 光子的能量太高 ， 以至于无法合成出哪怕是最简单的重原子核——氘 ， 由一个质子和一个中子组成 。 在宇宙大爆炸之后三分钟 ， 随着宇宙膨胀冷却 ， 反粒子湮灭 ， 质子和中子开始融合在一起 ， 光子的能量不足以把原子核撞开 ， 宇宙开始了原初核合成过程 。
原初核合成只持续了十几分钟 ， 这奠定了宇宙的物质基础 。 宇宙的组成包括大约75%的氢 ， 25%的氦-4 ， 大约0.01%的氘和氦-3 ， 以及大约0.0000001%的锂 。 少量的锂元素早在恒星形成之前就已经存在的 ， 这对我们来说是一件非常非常好的事情 ， 因为锂是地球上许多应用、技术 ， 甚至是人体所需要的重要元素 。
恒星的核聚变然而 ， 一旦宇宙中开始形成恒星 ， 一切都被改变了 。 一旦温度升高到400万度以上 ， 氢元素就能聚变成氦 ， 我们的太阳目前正经历这样的过程 。 恒星的核聚变反应改变了宇宙 ， 它们把事情朝着意想不到的方向改变 。
恒星从宇宙大爆炸所产生的气体云中形成 ， 它们的核心温度非常高 ， 从几百万度到几亿度 。 在这种温度下 ， 对于氢元素而言 ， 它们会发生核聚变反应 。 但对于锂元素而言 ， 这种极高的温度足以使它们爆炸 。 锂元素一直是宇宙中最难以测量的元素之一 ， 主要是因为当我们现在能够可靠地提取锂元素信号时 ， 宇宙开始时的许多环境已经被破坏了 。
【为什么第3、4和5号元素在宇宙中非常罕见？】
宇宙中充满了诸多重元素：碳、氮、氧、磷 ， 以及地球生命所必需的元素 ， 一直到元素周期表中的铀 ， 甚至是更重的钚 。 那么 ， 为什么就没有方法合成出锂元素呢？
当恒星燃烧完核心中的氢原子核时 ， 氢核聚变就会减慢并停止 ， 从而导致辐射压力降低 ， 无法对抗引力坍缩 ， 使得核心区域会不断收缩 。 在此期间 ， 恒星内部的温度将会进一步升高 。
由氦组成的核心可以达到十分极端的温度 ， 使得氦可以通过3氦过程发生核聚变反应 ， 合成出更重的元素 。 在像太阳这样的恒星中 ， 最终被合成出来的是6号元素碳 。 合成更重元素的唯一途径是产生中子 ， 这可以非常缓慢地使元素周期表中的重元素变多 。
对于中低质量恒星 ， 一旦氦聚变完全结束 ， 它们的外层就会脱离 ， 形成行星状星云 ， 而核心则会坍缩成白矮星 。
但对于大质量恒星 ， 它们核心还能进一步坍缩和升温 ， 从而启动碳核聚变 。 碳会聚变成氧 ， 氧聚变成氖 ， 氖又聚变成镁 ， 不停地合成下去 ， 硅、硫、氩、钙、钛和铬等元素会相继产生 ， 一直到铁、镍和钴 。 铁核聚变会吸收能量 ， 导致大质量恒星的平衡被打破 ， 它们将会发生猛烈的超新星爆发 。
在超新星爆发的过程中 ， 还会进一步合成出比铁更重的元素 。 另外 ， 白矮星-白矮星合并或中子星-中子星合并也会制造出重元素 。 要是没有这些过程 ， 就没有元素周期表中的各种元素 ， 地球生命就不可能会进化出来 。
特殊的锂、铍和硼
我们几乎可以解释在宇宙中发现的每一种元素 ， 但锂、铍和硼是个例外 。 我们所知道的元素合成机制都不能产生铍和硼元素 ， 而且我们所探测到的锂元素丰度不能仅仅用原初核合成来解释 。
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