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[[sv:Big bang-nukleosyntes]]
[[zh:太初核合成]]
Três minutos após o Big Bang, o universo tinha uma temperatura em torno de 1E9K (1.000.000.000 kelvin). Neste período, ele consistia praticamente de nêutrons livres e fótons em equilíbrio térmico. Entretanto sabe-se que um nêutron livre tem vida média de cerca de 900 segundos antes de decair gerando um próton, um elétron e um anti-neutrino do elétron.
Deste modo, rapidamente o universo ficou cheio de nêutrons e prótons. Como a pressão era enorme, nêutrons e prótons podiam formar núcleos de deutério e trítio (isótopos do hidrogênio), o hélio-3 e o hélio-4 (isótopos do hélio, sendo o último a partícula alfa que tem grande estabilidade). Além destas reações, também podia ocorrer uma que formava um núcleo de lítio, com 3 prótons. Mas, sua freqüência era baixíssima, se comparada com as quatro anteriores. Todas estas reações ocorreram com liberação de energia sob forma de radiação.
A produção de outros núcleos não se deu neste instante (como se sabe, a nucleossíntese restante vem das estrelas), pois a formação de núcleos com 5 nucleons é altamente instável e não sobrevive.
A partir destas reações é possível saber quanto hélio, deutério e trítio devem ter se formado, desde que se saiba quantos nêutrons e prótons estavam disponíveis naquele instante. Por outro lado, este número é muito difícil de ser estimado mas ainda assim, os números relativos dos núcleos leves podem ser facilmente calculados através do Modelo Padrão. Deste modo, o modelo do Big Bang faz uma previsão: para cada 10 núcleos de hidrogênio deve haver um núcleo de hélio no Universo. Em termos de massa, isso equivale a dizer que cerca de 25% da massa do universo deve ser de hélio.
Esta previsão é bastante restritiva, mas mesmo assim, a abundância primordial de 4He e dos outros núcleos leves foram determinados experimentalmente por meio de diversas técnicas e concordaram extremamente com os cálculos teóricos. Tal concordância é considerada como uma das mais fortes evidências da robustez do Modelo Padrão e do Big Bang.
Praticamente todo o hélio que há no Universo foi gerado no Big Bang, mas parte do trítio e do deutério que foram gerados nele foram consumidos no interior das estrelas. Realmente, a espectroscopia tem mostrado que há deutério nas estrelas jovens e quase nenhum nas mais velhas de modo que este ajuste foi levado em conta para a determinação da abundância destes
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