Quelques secondes après le Big Bang, les particules élémentaires fusionnent pour former les premiers noyaux d'atomes d'hydrogène, d'hélium et de lithium.
Ces noyaux fusionnent ensuite pour former les deux isotopes de l'hydrogène (deutérium et tritium), l'hélium 3 et 4, le lithium 6 et 7, ainsi que le béryllium 7.
Environ 300 secondes après le Big Bang, la température et la densité deviennent trop faibles pour que les réactions de fusion continuent.

Après la nucléosynthèse primordiale, les éléments plus lourds sont formés au sein des étoiles : c'est la nucléosynthèse stellaire. La fusion des atomes d'hydrogène peut s'expliquer selon deux mécanismes :

• la chaîne « proton-proton » au cours de laquelle des protons (noyaux d'hydrogène) fusionnent pour former des noyaux d'hélium 4, les « particules alpha (\alpha) ». On peut résumer cette chaîne par l'équation suivante :
  
  
  4 \mathrm{p} \rightarrow_{2}^{4} \mathrm{He}+2 \mathrm{e}^{+}+2 \nu
  
  
  La réaction libère deux positons \text{e}^+ et deux neutrinos \nu, ainsi que de l'énergie E. Cette réaction va se produire pendant la « séquence principale », la quasi-totalité de la vie de l'étoile.


• le cycle CNO (
  voir document 3
  ). D'autres réactions ont lieu, et les éléments chimiques plus lourds (jusqu'à Z=26, le fer) sont formés.

Il existe deux types de réactions nucléaires « provoquées » : la fusion et la fission.
La fusion est la réaction qui se produit entre deux noyaux de petite taille, et qui permet de former un noyau plus gros. Par exemple, un noyau de deutérium (hydrogène 2) et un noyau de tritium (hydrogène 3) fusionnent pour former un noyau d'hélium 4 en éjectant un neutron :


La fission est la réaction qui se produit lorsqu'une particule (neutron, proton) entre en collision avec un gros noyau. Celui-ci se casse en deux noyaux plus petits, en éjectant une ou plusieurs petites particules (neutron, proton). Par exemple, dans le cycle « CNO » qui se produit dans les étoiles, le noyau d'azote 15 bombardé par un proton se casse en un noyau d'hélium 4 et de carbone 12 :


La fusion et la fission sont des réactions qui sont « provoquées », mais qui peuvent se produire dans les étoiles de façon « naturelle ». Elles ont besoin d'énergie pour se produire.

Nul ne sait ce qui existait avant ou s'il existait un avant, mais le Big Bang est un modèle physique qui permet de décrire l'évolution de l'Univers depuis 13,7 milliards d'années.
Au départ, l'Univers devait être un mélange de quarks, d'électrons, de photons et de gluons. Ce mélange est appelé « soupe primordiale ». Cet état condensé aurait permis la formation des premiers protons et neutrons. Dans les quelques minutes qui ont suivi, la nucléosynthèse primordiale aurait eu lieu : les atomes d'hydrogène, d'hélium et de lithium se seraient formés.
L'Univers aurait ensuite diffusé un rayonnement, le fond diffus cosmologique, que l'on capte encore de nos jours, et qui constitue un des éléments essentiels en faveur du modèle du Big Bang.
Les premières galaxies, regroupant des milliards d'étoiles, auraient été formées 700 millions d'années plus tard. Notre planète, la Terre, se serait formée il y a 4,5 milliards d'années, peu de temps après notre Soleil. Il aurait fallu près d'un milliard d'années pour que les premières bactéries, à l'origine de la vie, y fassent leur apparition.

Pour que la vie telle que nous la connaissons apparaisse sur une planète, il faut réunir plusieurs conditions :

• la planète doit être rocheuse ;
• la température doit y être clémente, et les écarts entre les saisons, les jours et les nuits, peu importants 
• la « gravité » doit être importante, pour retenir les éléments chimiques « biogènes » tels que le carbone et l'oxygène, mais pas trop importante pour permettre le mouvement ;
• une atmosphère, qui permette un effet de serre, pour maintenir des températures agréables ;
• la présence d'eau liquide.