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Formación de núcleos ligeros

Un segundo después del Big Bang, cuando en el universo sólo habían sobrevivido los fotones, leptones, neutrones y protones, todo parecía estar a punto para la formación de los primeros átomos, pero para que este paso de nuestra historia tenga lugar deberemos esperar todavía un tiempo, antes deben formarse los núcleos atómicos. Veamos, pues, cómo sucedió esto.

El universo seguía enfriándose, las partículas continuaban aniquilándose y los fotones tenían poca energía para formar partículas nuevas. Sobrevivieron algunos electrones para mantener neutra la carga del universo, y las reacciones se simplificaron enormemente. De hecho, a los cien segundos y a la temperatura de 5x10⁹ K la única reacción que seguía produciéndose era la desintegración β, por la cual un neutrón se desintegra en un protón, un electrón y un neutrino:

n → p + e^- + ν_e

Esta reacción provocó que la proporción de neutrones del universo disminuyese de forma exponencial; de hecho, si no fuera porque el universo estaba en expansión y seguía enfriándose, hubiesen desaparecido. Pero a los 109 K empezaron a formarse estados ligados de protones y neutrones estables, es decir, empezaron a formarse los primeros núcleos atómicos de elementos ligeros como el deuterio y el helio.

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