基于原始核合成过程的研究 方程可以解释为超相对论气体绝热膨胀中的在这种情况下，即在膨胀宇宙的非常早和热的阶段，温度如此之高，以至于与动能相比，粒子的静止质量可以忽略不计。 MeV 或 K的早期阶段，自由夸克仍然存在。在进一步膨胀期间，夸克结合成重子。所有质量为的粒子都存在，因为粒子-反粒子对可以在光子碰撞中产生。 在 MeV 时，热等离子体由核子、光子、电子、正电子、电子中微子、μ子中微子和 tau 中微子及其反粒子组成。 我们有将所有成分热化到相同温度的散射，以及像电子和，它们都处于化学平衡状态。方程式中需要的物理量。 17b和17c是P和，它们很容易表示为超相对论粒子，即当静止质量能量与总相对论能量相比可以忽略不计时，所有粒子都是超相对论的。 在大约 1 MeV 的温度下，核子服从麦克斯韦-玻尔兹曼分布。他们的压力贡献将是nkT。与超相对论气体的相比，这种线性温度依赖性可以忽略不计，因此这个压力项在辐射主导的体系中并不重要。 在高温膨胀过程中，在 100-200 MeV 的夸克-强子相变之后，重子物质处于化学平衡状态，基本上只有自由中子和质子。 在进一步的温度下降过程中， H 的光致分解最终会减慢，当 H 在 3 H、 He、 He 和更重的原子核。 这意味着我们最初有一个完整的核统计平衡，但由于非常高的温度和相对较低的密度，正如我们稍后将看到的那样，只有中子和质子是丰富的。 在的温度下，氘的光致分解停止，并且可以自由地产生更重的元素。和不稳定原子核之间存在的间隙，只有极短寿命的高度不稳定原子核存在。 只能通过三体项来克服在等式中，这需要在大爆炸条件下不存在的高密度。这抑制了超过后者质量数的核的形成。因此，标准大爆炸只能产生可观数量的。 限制原始核合成的中子与质子比由弱去耦期间的条件决定，此时电子的能量不再足以确保反应，由于中子-质子质量差 1.3 MeV，逆反应所需的正电子不再由对产生创建。 然后原始核合成条件由保持热平衡的粒子、时间t处的初始条件和全局绝热膨胀来确定。初始条件由密度为 。 标准大爆炸情景的优势在于，只有一个自由参数，重子光子比必须指定以确定所有原始丰度，范围超过 10 个数量级量级参数，已经在等式中引入。目前也可用于确定总临界密度的重子分数。当量。可以将当前重子质量密度写为当前光子温度的函数。
