在宇宙大爆炸後的幾秒鐘，由於宇宙的快速膨脹，使得空間的溫度下降到了大約10多億度。這時，空間中的基本粒子的速度從接近光速降低下來，這樣它們就可以合併在一起形成質子。這些質子隨後在3～20分鐘時形成了氫、氦和微量的鋰和鈹。由於溫度進一步的冷卻，核融合停止。這就是早期宇宙中元素的由來。

圖：宇宙大爆炸

宇宙中的氫和氦在重力的作用下聚合在一起形成了原始星雲。星雲在某種擾動下，局部發生了坍縮。在這些物質密度較大的地方形成了恆星。第一代恆星大約形成於宇宙誕生後的4億年。第一代恆星由於幾乎不含金屬元素（天文學上，氦以後的元素被稱為金屬元素），被花分為第三星族星。

圖：哈勃天文望遠鏡拍攝到的可能的第三星族星的餘暉

恆星在其核心處發生著核聚變，第三星族恆星的質量都很大，所以它們的核聚變反應效率都很高。這使得它們的核聚變能夠進行到鐵。鐵的核聚變反應吸收的熱量大於釋放的能量，這導致了核心的冷卻，使得核聚變反應停止。沒有了輻射壓支撐恆星，於是外層物質向內收縮，速度最快能達到光速的一半。貓的撞擊使得核聚變反應能夠繼續。生成了鐵以後的元素。在巨大的爆炸中，將這些重元素拋灑到太空中，與元素的星雲混合。

圖：蟹狀星雲，超新星爆發後的產物，它們只能存在數百萬年

混合了重元素的星雲在後來的歲月裡發生坍縮，形成了含有少量金屬元素的恆星，這就是第二星族星。大質量的第二星族星同樣會發生超新星爆發，形成更多金屬元素。

圖：球狀星團M80，在球狀星團中的恆星主要是貧金屬的第二星族

太陽屬於第三星族恆星，是金屬元素含量最高的恆星。它誕生於金屬元素含量較高的星雲之中。也只有這樣的星雲才能誕生出生命來。生命的誕生需要有岩石行星。只要含有大量金屬元素的星雲才能形成足夠大岩石行星。

星雲遍佈整個宇宙，它們在不停的形成恆星，但這也不會無休止的。大約在百萬億年後，由於氫和氦的耗盡，恆星將停止產生，並逐漸熄滅，宇宙將重歸黑暗。

圖：由哈勃望遠鏡在鷹星雲的"創生之柱"，於2014年重新拍攝