Big Bang

A nucleossíntese primordial é o processo pelo qual os primeiros elementos químicos do Universo foram formados, poucos minutos após o Big Bang. Esse evento ocorreu em um intervalo de tempo extremamente curto, entre aproximadamente 10 segundos e 20 minutos depois do surgimento do espaço-tempo, quando o Universo ainda era muito quente e denso. Nos primeiros segundos, o Universo era composto basicamente por partículas fundamentais, como quarks, elétrons e neutrinos. À medida que o Universo expandia e esfriava, os quarks começaram a se combinar para formar prótons e nêutrons. Por volta de 1 segundo após o Big Bang, já existiam prótons e nêutrons livres em um caldo de radiação.

A verdadeira nucleossíntese começou cerca de 3 minutos após o Big Bang, quando a temperatura caiu para cerca de um bilhão de graus. Foi então que os prótons e nêutrons começaram a se fundir, formando os primeiros núcleos atômicos. Como os nêutrons são instáveis quando isolados, parte deles decaiu em prótons, mas uma fração se uniu com os prótons, originando o deutério, um isótopo do hidrogênio. Esse deutério serviu como base para a formação de núcleos de hélio-3, trítio (hidrogênio com dois nêutrons) e, finalmente, hélio-4, o isótopo mais estável e abundante do hélio. Além disso, formaram-se traços minúsculos de outros elementos leves, como lítio-7 e, em menor grau, berílio e boro. No entanto, nenhum elemento mais pesado que o boro pôde ser formado nesse estágio, pois o Universo esfriou rapidamente, interrompendo as reações nucleares.

O resultado da nucleossíntese primordial foi um Universo composto majoritariamente por hidrogênio (cerca de 75% em massa) e hélio (cerca de 25%), com vestígios de deutério, hélio-3, trítio, lítio-7 e berílio-7. Esses elementos foram os tijolos fundamentais para a formação das primeiras estrelas e galáxias, e a composição resultante é confirmada por observações da radiação cósmica de fundo e da abundância atual desses elementos no Universo.