几千年来，世界各地的文化都将太阳编织进他们对现实的理解中。对古埃及人来说，人类是从太阳神的眼泪中创造出来的；在维京神话中，太阳女神会与她的兄弟月亮穿越天空，从而帮助人类计算时间；在澳大利亚土著人的一个故事中，太阳之母被派往贫瘠的地球上唤醒沉睡的精灵，并将它们变成植物和动物。
随着科学的进步，我们不再驳斥这些早期的观念，而是随着我们视野的拓宽，越来越清楚地看到这些神话与真相相比其实并不遥远。在许多方面，太阳是我们的神，从最基本的层面上看，我们最亲近的恒星的光线使地表和大气保持温暖，使温度保持在一个狭窄的范围内，以便水能保持液态。
光合作用的生物捕获太阳能，并将其转化为自己的化学营养源，而那些不能自己产生食物的生物则消耗这种转化后的阳光，为它们的细胞提供能量。如果没有太阳，我们的星球将成为一颗死寂的冰冷岩石，在无尽的混沌中飘荡。
不仅如此，还有更深层次的东西在发挥作用，因为我们不仅仅接收太阳光的能量，我们的身体也由太阳祖先的遗骸构成。在古代的传说中，太阳神是从更原始的神诞生的，阿兹特克神惠斯尔波奇勒，是他的母亲被从天堂掉落的一团羽毛所触碰时诞生出来。天照神则是从创世神伊邪那岐的左眼诞生的。
就像这些传说暗示的那样，我们的太阳也不是第一个，它是在一个充满气体的恒星育婴室中诞生的，更大部分的物质在重力的作用下坍缩，直到变得足够密集、足够炽热才能发光，我们的地球就是从这些被吸引的物质中诞生的。但是，是什么产生了这些巨大的潜在星云？是什么创造了组成我们的元素的分散物质？
事实上，我们的太阳实际上是一个横跨时代的宇宙再循环的最新版本，天文学家称之为第一代星。它源于其他早已死去的星，它们在自己的巨大核心中转化了物质，锻造了新的元素，然后在广大的超新星中散布它们的灰烬，就像太阳神话中的儿子和女儿们一样。
我们的太阳是从一个更古老的光源诞生的，但它不仅仅是父母的复制品，它的化学组成与之前的星星非常不同，这是其祖先生命周期的副产品。虽然这些旧星必须以死亡来播种宇宙，但这一代中的许多较小的星星至今仍存在于银河系中，属于古老的星团，主要位于银河盘外的古老星团，被称为银河暗气球。
这些星星也有自己的祖先，从最古老的太阳中接收它们的组成部分，具有最原始的成分，最纯净的混合物，即尚未被观察到的第三代星，它们是宇宙中最早形成的星星。但再次强调，这并不是创造的第一个宇宙摇篮，因为这些神秘的巨人的成分是在时间的最初几秒钟内创造的，那是整个宇宙比太阳的核心还要热的一段短暂时刻。
曾经有人说过我们是星尘构成的，但那只是故事的一半。无毛定理指出，黑洞只有三个属性：质量、角动量和电荷，其他任何属性都无法区分它们。
30岁的詹姆斯·普赖斯发现了一种将贱金属转化为黄金的方法，更具体地说，普赖斯声称他发现了一种可以将一克的汞转化为50克银的白色粉末和一种可以将同样的汞转化为60克黄金的红色粉末。但与寻常的江湖骗子不同，普赖斯进行了实验证明了他那不可思议的说法，并有证人为证。尽管皇家学会的化学家们仍然不相信，牛津大学还是决定授予他荣誉医学博士学位，为他的劳动致以崇高的敬意，虽然这些实验并没有明确证明，但它们出现的时间选择得恰到好处，使公众认为它们起到了一定的作用。
普赖斯证明炼金术不仅是魔法，而且是科学。然而，当皇家学会的成员要求重复这些实验以供他们自己观察时，普赖斯犹豫不决。他声称制造这些粉末对他的健康产生影响，并且声明这个过程永远不会有经济利益。制造出来的银和金的价值无法超过制造它们所需材料的价值。他声称作为一名可敬的化学家，同行们应该相信他的话。
在1783年的1月，普赖斯终于同意了皇家学会的要求。当然，普赖斯知道自己无法证明自己那不可思议的炼金术主张，所以他没有在聚会的众人面前将水银变成黄金，而是喝下了一瓶浓缩的月桂水并死亡。
但是，人类将一种元素转化为另一种元素的欲望并没有随着他的死亡而消亡。现代关于这种欲望的故事往往源自一个人，被称为核物理之父的欧内斯特·卢瑟福德。1871年，卢瑟福德出生于英国的新西兰殖民地。15岁时，卢瑟福德逃离了哈夫洛克这个只有一个教师的小镇，最终进入剑桥大学成为第一位作为非毕业生而被录取为学生研究员的人。
在发现放射性后不久，卢瑟福德将目光投向了这个新领域，并在加拿大的麦吉尔大学建立了实验室来研究这些神秘的新化合物。1901年的一次观察中，卢瑟福德和他的英国同事弗雷德里克·索迪捕获了一份固态钍慢慢转化为氡气的样品。索迪兴奋地大声说，钍自然地发生了变质，即一种元素变为另一种元素。
据说，当时卢瑟福德回答：“拜托，索迪，别叫它变质，他们会把我们的脑袋砍掉。”尽管卢瑟福德厌恶这个术语，但这是一个重要的时刻。炼金术这种伪科学是否能够成为现实？
到了20世纪20年代，卢瑟福德已经证明通过用α粒子轰击氮原子，可以创造出氢。为了彻底证明这一点，他让他的学生帕特里克·布拉克特使用一种称为云室的工具拍摄这个衰变过程，这是氮转化为氧的确凿证据。布拉克特做到了詹姆斯·普赖斯无法做到的事情，尽管不是银或金，但依旧是将一个元素转变为另一个元素。他因此获得了1948年的诺贝尔物理学奖。炼金术是可能的，虽然不是古代人所设想的那样。
卢瑟福德后来说，现代方法现在可以生产出非常微小的黄金数量，但只能通过将一种更昂贵的元素铂转化而成。20世纪带来了亚原子时代，原子不再像它们的希腊名称所暗示的那样是不可分割的，元素的定义不再基于它们的总质量，而是基于它们的质子数。因此，转化仅仅需要质子数的变化，通过多种手段可以实现这一壮举。
第一种方式是通过自然放射性衰变，无需任何人为干预，不稳定的核会释放出一种粒子，从而变成一种较轻的元素。
第二种方式是核裂变反应，人类的干预触发了已经不稳定的原子的裂变，无论是在核电站还是在核弹的核心。
最后一种，通过核聚变的过程，即两个或更多的原子核的结合，这是人类尚未真正掌握的一种能量。
原子核由质子和中子组成，它们是带正电荷的。正如我们从最早接触磁铁的经验中学到的，两个正电荷的来源会互相排斥。原子核越接近，它们相互分离的力就越强烈。但是还有另一种力可以起作用，那就是强相互作用力，它将质子和中子结合在一起，但是这种力在核外的边缘处急剧减弱。
因此，科学家必须产生足够的力量将两个原子核推得足够接近，以便强相互作用力发挥作用。在太阳的核心，这可以在温度低至1500万摄氏度的情况下实现，但在地球上，我们缺乏太阳不断重力坍缩物质的压力，因此我们需要将燃料加热至至少高出10倍的温度。
一个世纪过去了，自从发现核转变以来，如今的科学家们仍在追求人工核聚变的目标，这是维持我们太阳数十亿年寿命并创造了构成宇宙的许多元素的巨大能源的追求。
太阳和恒星不断浪费的热源是什么？1920年，英国天文学家和物理学家亚瑟·爱丁顿在英国科学推进协会年会上向同行们提出了这个问题。当时的科学家们会以引力作答，认为太阳构成的气体物质的集体坍塌会产生热量释放，就像地球的岩石和金属所做的一样，这是当初太阳系坍缩形成时留下的能量。
但这些科学家也知道这个答案不可能是正确的。地球和太阳系的年龄已经知道是数十亿年，而以太阳的辐射速率来看，它将在短短2000万年内耗尽释放能量。爱丁顿断言，这种假设仅仅是传统的延续，或者更确切地说，是一具未埋葬的尸体。
相反，他寻找新答案，借鉴了当代卢瑟福德所提出的理论。爱丁顿猜测，太阳的深处，氢原子正在转变为氦甚至更重的元素，并在这个过程中释放能量。确实，恒星本身就是宇宙的工厂。爱丁顿估计，通过亚原子，太阳可以照耀150亿年，虽然这个估计超过了数十亿年，但爱丁顿对恒星核聚变的概念是正确的。
他不仅提出了所有恒星如何发光，还提出了这对人类意味着什么。我们有可能利用核聚变来造福人类或摧毁人类的可能性。在过去的一百年里，科学家们致力于至少实现这两种命运之一。结果表明，利用太阳能的关键可能在于模仿它较弱的姐妹星——褐矮星。褐矮星通常被称为失败的恒星，它们非常暗淡，难以捕捉，但科学家们认为在宇宙中，对于每颗真正的恒星，可能存在着相等数量的褐矮星。
它们是介于像木星这样的巨大气体行星和最小的恒星之间的中间体，无法积累开始聚变的必要质量，而真正的恒星可以。具体来说，它们能够将单个质子聚变成氦，这就是我们通常所描述的氢聚变成氦。但是，褐矮星能够进行另一种类型的聚变，它们主要需要一种不同类型的氢——重氘。重氘是最轻的复合原子核，意味着它由多个核子组成。与所有氢一样，它有一个质子，但通过强核力与该质子相结合的是一个额外的中子。重氘的丰度取决于你在哪里搜索。
在地球的海水中，大约每5,000个或更多的氢核中就有一个重氘核，而在木星的大气中，这个比例下降到大约每40,000个氢原子中就有一个重氘核，这更接近于整个宇宙中重氘与氢的真实比例。正是由于这个原因，褐矮星能够与氢聚变。因为单个中子的存在使得核之间的互相电磁斥力稍微容易克服，融合所需的能量更少。
由于重氘在海水中天然丰富，只有一升水就能产生相当于燃烧300升汽油的能量，地球上的科学家已经将这种同位素视为未来核聚变技术的可能途径。这是一种炼金术，其中最有价值的产品不是由铅制成的传说中的黄金，也不是由氢制成的氦，而是在这个过程中释放的能量。如果普赖斯和他的前辈炼金术士见到我们今天用来转化物质的机器，他们一定会完全困惑不解。
在一项开创性的实验中，这是他的现代版本——一个放置在金色圆柱体中的人造钻石微小胶囊，大约和铅笔橡皮擦的大小相当。这个胶囊被冷却到接近绝对零度的温度，并放置在一个直径五米的巨型球形室的中心，它成为192个紫外激光的目标。在眨眼之间，这些激光向胶囊传递了一股无形的能量脉冲，它解体了胶囊的钻石涂层，诱导内部物质从各个方向加热。这种加热的强度如此之大，以至于人类能够利用褐矮星的巨大能量。
在位于加利福尼亚州的国家点火设施（NIF），人类利用的最有效方式，将氢转化为氦，通过聚变重氘而不是氢与氚。氚正如其名，是氢的第三种同位素，由一个质子和两个中子组成，它们共同形成一个氦-4的核，这是最常见的氦形式，还有一个孤立的中子。聚变过程释放的能量中，有80%由这个中子携带。
在2021年8月，NIF进行的一次实验融合了大约200微克的重氘和氚，产生了相当于10千万亿瓦特的能量，约为美国整个电网输出的700倍。然而，这种能量只能维持一兆分之一秒，这意味着它实际上只能点亮一盏灯六个小时。尽管如此，这个实验也创下了最高能量效率的聚变反应的世界纪录，他们投入的能量中有70%得到了回收。
但是相比之下，这只是比近25年前的重氘-氚反应创下的记录多出3%。当然，要成为一种能源来源，它必须超过100%。因此，这个NIF实验展示了科学家在将核聚变纳入人类发电基础设施之前必须克服的两个主要障碍：
首先，聚变反应必须产生比消耗更多的可利用能量，虽然从一开始，重氘-氚反应比使用其他核燃料更容易实现，但将这种反应的副产物转化为电力更加困难。这是因为聚变反应产生的绝大部分能量都被一个中性粒子带走。
第二个挑战是反应必须持续足够长的时间。总部位于法国的国际热核聚变实验堆（ITER）项目声称将是首个通过核聚变产生净正能量的项目。具体而言，该团队希望产生比投入的能量多10倍的能量。然而，即使它成功实现目标，所产生的能量也无法被捕获。还需要更多的实验来利用重氘的能量。
显然，重氘-氚反应并不是人类能源困境的完美解决方案。氦-3等其他类型的核燃料提供了一种更清洁的替代方案，但更难以聚变。人们认为我们的月球上可能富含这种同位素，积累了40亿年被太阳抛射出的单个核。假设我们能够开发出从这种聚变反应中产生净正能量的技术，那么问题就变成了我们的月球上是否有足够数量的氦-3值得采掘作为资源。
我们可能会看到我们自己卷入第二次太空竞赛，因为科学继续与持续核聚变的挑战对峙。人类的现代炼金术士希望有一天能够重新创造恒星所能做到的过程，这些过程经过数十亿年的生死轮回，创造了我们今天所见的几乎所有元素。但在恒星、褐矮星甚至第三代恒星出现之前，还有一个时期，整个宇宙都是一个聚变反应堆。
为什么一个人要将自己投入火山中呢？如果你是公元前5世纪的哲学家安匹德克勒斯，这可能是为了试图让追随者相信你是一个神。事实上，安匹德克勒斯的死亡神话就是这样的。尽管如此，令人惊讶的是，他如今最为人所知的是他在诗作《论自然》中提出的一个独特的观点。
正如标题所暗示的，安匹德克勒斯试图确定宇宙的基本组成。虽然这首诗的片段仍然存在，但其中表达的思想已经渗透到了西方文化，一直延续至今。安匹德克勒斯提出了这样一个观点，即自然界中的每种可观察物质都由一些基本物质的组合构成，他称之为根源，归因于四个神明。
今天的学者通常将其翻译为火、土、以太和水。后来，柏拉图将根源一词替换为stoichion，英语中我们称之为元素。亚里士多德说安匹德克勒斯是第一个区分四元素的哲学家，甚至修改了这一假设以包括空气。其他文化当然也制定了自己类似概念的版本。
在全世界，人们开始意识到我们在宇宙中所感知的一切实际上是由更基本的构建模块组成的。如今，我们已知有118种元素，最常见的是排列成周期表，显示出某些特定属性的周期性。最重的这些元素在自然界中没有以任何可测量的数量存在，这是由于它们极短的寿命和庞大的数量。
大多数元素是在恒星和恒星残骸的剧烈死亡过程中产生的。通过恒星内部的各种不同反应，科学家已经能够解释构成我们世界的许多元素。但是对于许多更重的元素，我们的太阳太小了。碳和氧需要一个质量大约是太阳质量一半到四倍的恒星，而超过四倍质量的恒星则可以使氧聚变为硅，而质量比我们太阳大10倍以上的恒星则表明其主星核心内部即将发生超新星爆炸，这是一颗垂死恒星即将发生的迹象。
那么，如何解释宇宙中富含更重的金属呢？其中一个答案是在残酷的超新星爆发中，这些元素被散布到宇宙的各个角落。许多较重的元素据说是在恒星撕裂自身的能量混乱中形成的。另一个答案是在某些类型的恒星中缓慢中子俘获反应的过程中，在数千年的时间内形成。然而，还有一个更加暴力的事件可能解释了这一现象。2017年，新投入运营的激光干涉引力波天文台LIGO探测到了两颗中子星的碰撞。中子星是黑洞之前密度最高的物体，是大质量恒星的死亡之心。利用此前无法接触到的引力波介质——时空的涟漪，LIGO能够捕捉到这对中子星最后时刻的微弱回响。
但是，它们的探测只是个开始。科学家们能够利用LIGO的信息来引导其他仪器观测到随后发生的'杀星事件'，并通过重新分析爆炸的光谱数据，探测到具有原子序数38的重元素锶，这是对宇宙中最灾难性事件至少造成了一些较重元素的证据。因此，这些恒星物体的爆炸性终结赋予了我们构成今天世界的各种元素。
那么，最初的恒星是如何诞生的？什么构成了第一代恒星？与它们更重的'表兄弟'一样，这些原始元素在宇宙的巨大暴力事件中产生。宇宙历史上最具能量的时刻——宇宙大爆炸中的最初几个瞬间，超级基本粒子和反粒子从能量的海洋中涌现而出。随着迅速膨胀，宇宙迅速冷却，尽管温度对于凡人来说仍然无法理解，高达一万亿摄氏度。
在第一微秒结束时，温度已经降低到足够低，以便单个夸克可以结合成我们称之为强子的复合粒子。虽然我们知道六种夸克的存在，但只有两种夸克影响我们的日常生活，然而，它们的名称并未传达出它们的重要性，它们只被称为'上夸克'和'下夸克'。将两个上夸克和一个下夸克结合在一起，就得到了一个质子，因为所有的氢原子都由一个质子组成，而这是第一种氢核。
同时，每个中子由一个上夸克和两个下夸克组成。这两种强子为宇宙大爆炸核合成提供了必要的成分，这也是每颗恒星、每颗行星和今天存在的每种生命形式的遥远祖先。宇宙大爆炸的过程首次在1948年由当时的研究生拉尔夫·阿尔法和他的导师乔治·甘努斯描述。这篇论文的第三位作者汉斯·贝塔是甘努斯作为一个玩笑添加的。
阿尔法预测了宇宙起源处的极高温度和压力可以诱导出一个多步骤的核转化过程，当时唯一存在的氢元素将首次变为氦元素。在这个炼金术过程中的第一步是合成氘，即一个质子和一个中子的结合，形成氢的第二同位素。当夸克结合成强子并可以转化为另一种形式时，质子和中子的数量最初是相等的，它们可以相互转化，但时间不等人，温度不断下降，制造中子变得越来越困难。
事实证明，中子比质子略重一些，这意味着创建中子需要更多的能量。此外，中子比它们带正电的对应物质更不稳定，因为它们继续使用弱核力，一个孤立的中子最终会发生放射性衰变，变成一个质子、一个电子和一个反电子中微子。当宇宙准备好进行核合成时，每七个质子中只有一个中子，这个比例完全塑造了宇宙138亿年的进化历程。
虽然氘可以在大爆炸后的几秒钟内形成，但温度仍然很高，以至于如果一颗光子的离子撞击到一个氘原子上，它就会分裂开来。科学家将这种现象称为氘瓶颈，这意味着在一段时间内，核合成无法超越一个元素的融合，不能进一步发展到或超过一个中子和一个质子的融合。但在宇宙大爆炸后约300秒左右，这个瓶颈扩大了，氘终于能够存在而不会因为一颗光子的撞击而分解，而此时宇宙已经进入了氦的创造过程。
然而，存在一个不断计时的时钟，宇宙在冷却和膨胀，宇宙能够在自身的创造炉中创造多少元素呢？一旦大约每100,000个孤立质子中有一个氘核，它们也会参与核聚变反应。这个过程至少暂时仍然被藏在我们夜空中的棕矮星中使用。正是从这种结合中，第二个元素——由两个质子和一个中子构成的氦-3核最终诞生了。尽管氢可以没有中子存在，氦却不行，它的两个质子对核的正作用力可能会将核撕裂开来。
因此，两个孤立的质子没有办法自己创造氦。但只要有一个中子，就有足够的强核力来克服电磁推力，一个氦-3核，无论是在宇宙的黎明时期还是由一个迷途的宇宙射线产生的，都是稳定的，如果被单独留下，它将持续存在到时间的尽头。然而，最丰富的氦形式是氦-4，由两个质子和两个中子构成，这主要是由氦-3或氚与氦-4的结合形成的。随着氦-4的出现，宇宙中最稳定的复合核物质诞生了，它是核物理学中最难分解的核物质，也是最简单的核之一。
如果早期宇宙更偏爱质子而不是中子，它更偏爱氦-4核而不是其他核物质。因此，在这几分钟的时间里，宇宙中大部分开始进行核合成的质子和中子都被困在了氦-4中，无法再进一步。加上当时的物质密度，质子和中子的比例限制了可以产生多少氦。如果宇宙在大爆炸核合成时更加紧凑，会形成更多的氦，甚至可能形成大量的氦，它是所有稀有气体中最不活跃的，可能在其余的时间中没有发生过化学反应。我们经常说早期宇宙是75%的质子和25%的氦-4，具体测量时不包括光子、中微子、暗物质等，但这一比例很重要，因为它也是最早的恒星的组成成分。这就是天文学家们继续寻找的第三代恒星（Population III Stars）。
然而，氢和氦只是我们现代周期表中的180种元素中的两种。其他元素从哪里来？宇宙不断冷却，核聚变持续进行，接下来是三个质子，这就是锂的产生。在宇宙大爆炸核合成中，形成了两种锂同位素，即锂-6和锂-7，后者更加丰富。接下来是铍，具有四个质子，但它是不稳定的，平均衰变成锂需要53天，而铍-8的存在时间不到十亿分之一秒。
事实上，由八个强子组成的任何同位素都是不稳定的，因此核合成遇到了瓶颈，随着越来越少的重核存在，而温度不断下降，宇宙几乎无法再创造一个由至少九个强子组成的同位素。如果有任何硼、碳、氮或氧元素的产生，它们的数量非常有限，没有记录显示宇宙曾经产生过这些元素。
最终，在宇宙大爆炸后的20分钟，贯穿整个可观测宇宙的核反应炉熄灭，只有四种元素存在，其中只有三种存在足够长的时间才能看到第一颗恒星闪耀：氢、氦和微量的锂。在宇宙有机会再次生成更重的元素之前，至少需要2亿年。当氢和氦的光球以足够的力量压缩其核心，达到长期缺失的温度时，宇宙才有可能生成更重的元素。然而，正是通过这些恒星或者说它们的后代，我们必须拼凑出宇宙在这个古老时期的状态。通过这样做，科学家们发现了一个悬而未决的谜团，潜藏在这个天体世系的核心：一种威胁我们对整个时间线理解的不平衡。
在2013年，天文学家进行了一次不可能的测量，观察了一个至少有一个世纪一直被关注的恒星，他们最终确定了它的年龄，或者说他们确定了吗？乍一看，这颗恒星看起来比宇宙年龄要老，拥有145亿年的年龄，而且它只位于我们自己的太阳系附近的短短109光年之外，它的编号是HD140283，但在流行媒体中，它被称为《创世纪》中的人名'梅瑟撒'。
当然，更有可能的是，在测量过程中出现了某种错误，或者对这些测量如何对应到恒星年龄的基本理解上存在着错误，而不是这颗古老的恒星诞生于已知的宇宙之前。实际上，当团队考虑到测量中的各种不确定性时，最小可能的年龄变成了136.6亿年。梅瑟撒并不比宇宙年龄更老。
2021年发表的进一步研究表明，这颗恒星可能更年轻，年龄可能只有115亿年。尽管过去十年进行的计算仍然表明各种不同的年龄范围，但都在宇宙诞生后的前十亿年内。因此，我们可能永远不会知道它的真实年龄，但它的组成告诉我们有关宇宙历史的关键信息。根据梅瑟撒大气中金属的丰度，天文学家知道它不是最早形成的恒星之一，而是在第一代恒星死亡后不久形成的恒星。
像它们之前的大爆炸一样，它们的生命中和死亡时也经历了自己版本的核合成。这意味着金属（如铁或氧气）的丰度在所有后续的恒星中都会增加，使我们离没有任何恒星的宇宙的形象越来越远。金属丰度几乎为零的第三代星球，诞生了金属丰度约为0.1%的第二代星球，而通过它们的生死，它们最终诞生了金属丰度超过1%的第一代星球。
梅瑟撒似乎是最古老的第二代恒星之一，而天文学家被迫研究这一代以确认模型预测的原始元素丰度以及追寻神秘的第三代恒星的组成。天文学家还通过研究个别第二代恒星以外的其他方法，努力推断更古老的时期。
他们将目光投向包含这些星球的质量较小、结构不规则的侏儒星系。由于质量较小，其中的氢气较少会坍缩并形成恒星，因此由于相对较少的恒星形成，这些微小的星系往往具有最低的金属丰度，因此它们是接近星球形成之前的元素丰度的最佳代理。测量接近零金属丰度的星系意味着氦的量并没有通过恒星核合成而改变。
氢和氦的丰度在这些稍微不那么古老的时期与数学模型预测的原始水平之间几乎没有分歧。然而，锂的情况则更加棘手，这是科学家尚未解决的谜团。事实证明，恒星在内部破坏其中的任何锂，无论是它们形成时所拥有的还是在生成更重元素的过程中所生成的。
因此，它们掩盖了在大爆炸的隐喻熔炉中产生了多少锂的故事。尽管如此，通过限定锂的生成和破坏程度，尤其是在银河系光球中最古老、最炽热的星球中进行观测仍然可以提供估计值。但是这些估计值与其他分析所暗示的不一致。根据目前的天体物理理论，大爆炸后锂及其他原始元素的生成量最终取决于一个变量，即光子与质子和中子的比率，这是大爆炸核合成开始时通过观测宇宙微波背景辐射进行测量的。根据已知的物理定律，它可以预测应该产生多少锂-7。
然而，这个预期值大约是实际观测到的值的三倍。天文学家将这个独特的差异称为'宇宙锂问题'，并提出了三种可能的解决方案。第一种解决方案是从恒星、我们对它们的测量和描述它们内部工作的方程式入手。我们只能观测到给定恒星的外层，因此某些看似缺失的锂可能被隐藏在更深处，或者在我们当前的物理模型无法完全描述的聚变过程中被消耗掉。
但是，天文学家并没有直接测量所有锂-7的丰度，其中一些必须通过推断得出，根据当地温度进行估计。然而，确定恒星内部某个位置的温度比起初看起来要复杂得多，因此真实温度的微小偏差会在测量到的锂丰度中产生更大的误差。
天文学家相信他们必须添加到已经检测到的锂丰度中的数量。第二种解决方案涉及到核层面，特别是不同核之间相互作用、结合和解体的易化程度可能与我们当前的理解不符。例如，由于锂-7是由铍-7衰变产生的，如果铍-7的形成比我们的模型所示更困难，或者衰变为锂-7的可能性较小，那么这就可以解释为什么我们观测到的原始锂数量较少。
一支研究团队在2015年考虑了这种可能性，但他们的分析导致观测到的数量与理论值之间存在更大的差距。最后，可能是我们对描述现实本质的理论提供了一个不准确的画面。我们的基本假设不仅适用于大爆炸核合成，还适用于所有天体物理过程，但最好的情况是这些假设都是不完整的。
所有原始元素的理论丰度取决于宇宙学家对现实基本过程的理解，包括重力、电磁力以及强力和弱力核力四种基本力的性质，空间的膨胀，亚原子粒子的性质，以及在早期时刻的宇宙状态、大小、温度和密度以及其变化速度。实际上，我们已经知道我们的模型在特定方面是不准确的，比如中微子实际上具有质量，以及暗物质几乎肯定存在并且可能由标准模型中尚未解释的粒子组成，这些是存在于时间的黎明时期但现在不复存在或者仍然存在而我们尚未发现的非凡粒子。它们可能在我们尚未发觉的过程中使天平倾斜。
或许宇宙整体并非我们所想象的那样，它被认为在大尺度上是均匀的，我们所处的位置与其他位置并没有不同，从每个外界世界，外星天文学家将测量到相同的整体结构。但如果事实并非如此，如果我们所在的宇宙区域实际上相对于整体平均密度略低，那么我们进行的测量可能会存在偏差。当然，只有时间会告诉我们。随着更先进的望远镜和更复杂的计算系统以更精细的细节来处理数据，科学家们可能有一天能够解决这个原始锂问题。也许这只是我们当前方法不足以完全捕捉宇宙真实本质的问题，或者也许宇宙真实本质本身与我们所想象的不同。因此，我们继续努力理解我们的宇宙是如何从一小撮基本粒子的高能汤变成我们今天所见、体验和参与的广袤宇宙的。
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