既然「大爆炸」威力如此巨大，为什么只产生了最轻的几种元素，反而是超新星爆发产生了最重的元素？

简单的解释就是元素核合成需要适当的温度。温度太高，宇宙中光子能量超过了原子核结合能，原子核形成了也会被打散。温度太低，核聚变不能发生，元素也就没有办法向更高原子量演化。宇宙大爆炸之后的宇宙整体演化进程中，只有一小段时间温度恰当适合核合成。在这个过程中只来的及产生了氦和极少量的锂。更重的元素形成是在恒星演化过程中实现的。

下面是稍微详细的解释：

宇宙的热历史
图片来源Nuclear Chemistry of the Big Bang

科学理论上所谓的宇宙大爆炸的实际指的是经典宇宙的开始，这以后的宇宙物理可以在现代物理框架下描述，这之前是什么样现在还不清楚。经典宇宙开始的时候温度大概是10的32次方度，也就是普朗克温度。在这样的温度下不要说原子核了，质子中子也不存在，更基础的粒子夸克也不存在。宇宙就是一锅能量汤。

但从进程上看，宇宙大爆炸是一个空间迅速膨胀，物质密度迅速下降，温度也迅速下降的过程。
所以到宇宙诞生后零点几秒的时候，宇宙温度已经降到了10Mev以下（差不多几百亿度量级），质子和中子就开始形成了。所谓氢原子核，其实就是质子。从这个意义上讲，最轻的原子核就已经合成了。最开始的时候，质子和中子是可以互相转化的，但是随着温度进一步降低，到1秒钟以后，质子和中子的数量比就冻结了，比例是7：1，质子多，中子少。中子这个东西很麻烦，你放着它不管，它大概10分多钟就衰变了，除非你把它结合到原子核里。那么什么时候它可以到原子核里呢，这必须要宇宙温度下降到0.1Mev，也就是10亿度以下，一个质子和一个中子可以形成氢的同位素，氘。这个时候宇宙的年龄是100多秒，比中子的半衰期短的多，所以中子都保全下来了。

氘在核反应链条上是一个中间产物，大量的氘通过不同路劲最终形成了氦。到宇宙年龄3分钟的时候，几乎所有的中子都到了氦里面。如果记得我们刚才说过宇宙质子和中子的比例是7：1，那么很容易可以推算出来这个时候氢和氦的质量比例是3：1. 也就是宇宙中75%是氢，25%是氦。核反应再往下进行就很麻烦了，因为自然界没有原子量是5和8的稳定原子。原子量是6的稳定原子有一个是锂6，但是形成锂6的反应截面很小。所以下一个能够形成的原子实际上是7Li。但等7Li可以开始形成的时候，宇宙已经非常冷，密度也比较低了，核聚变很难继续进行。所以大爆炸核合成过程最后只形成了非常少量的Li.

到宇宙年龄1小时的时候，核合成已经完全停止，宇宙中的元素丰度仍然是75%的氢，25%的氦，和极为少量的锂7。此后一直到宇宙诞生后大概10亿年，第一代恒星开始形成了，更重元素的合成才重启了。

太爆炸核合成序列图

所有比锂重的元素都是由恒星演化产生的。恒星中心核聚变反应会慢慢生成一系列更重的元素。但所有生成的元素中不能可能有比铁重的。比铁更重的元素无法通过聚变生成，因为铁的核平均结合能是最强的。从铁生成更重的元素实际上要损失能量。而恒星内部如果不能生成能量，实际上生命就结束了。

那么今天自然界比铁更重元素是哪里来的呢？这要归功于超新星爆发过程。以Ia型超新星为例。当一颗白矮星吸积物质，质量增加超过钱德拉塞卡极限质量，其自身的引力会胜过抵抗引力的电子简并压。这使得白矮星向内塌缩，由于中心的压强迅速增大，核心的碳元素的聚变反应会被点燃，更重的元素随之形成，并开始更进一步的核聚变反应。白矮星的核聚变会在很短时间产生大量能量，这些能量最终将物质炸开，成为超新星爆发。白矮星塌缩时的聚变核生成反应会生成一系列比碳重的元素，一直到生成铁。这时候铁元素周围有大量的中子，铁原子核通过快中子捕获过程增加原子量形成大质量的同位素，并最终通过衰变生成重元素。

注意到这里对于恒星演化过程中的元素合成只举了一些简单的例子，事实上的情况要比这复杂的多。编辑于 2016-01-31在Quora上看到一张图，特别清晰，扒过来给大家分享：
图片来自Nucleosynthesis
1.首先，原始核子来源于大爆炸（Big-Bang）降温至两万亿度（two trillion degrees）后形成的夸克-胶子浆（quark–gluon plasma，Quark–gluon plasma），一段时间后，仅仅由质子和电子核化的锂和铍是可以形成的，但是其他元素的丰度会随着原子量的增加急剧下降，并且因为大爆炸的时间太短，降温太快，氦的密度不够大，核聚变（fusion）就停止下来。
也就是说大爆炸的产物是：
氢、氦、锂、铍和少量的硼。
有意思的是，后三者的形成伴随着宇宙射线的散裂过程（cosmic ray spallation），这是一种宇宙中高能粒子（比如宇宙射线）撞击较重原子形成较轻原子的裂变形式。
2.然后是恒星的核聚变（Stellar fusion）
在这个阶段，所能形成的产物有：
从锂开始直到铁族三兄弟（铁、钴、镍）
一个重要的原因是平均结合能，看下图：
图片来自Binding energy
显而易见，横坐标是原子量，纵坐标是平均结合能。Fe56的数值是平均结合能的最高峰，以它为分割线从左起直到Fe56的元素的成核过程都能在恒星核聚变释放的能量下发生，这些初始的原子核能不断地聚集形成更加稳定的核，直到Fe56为止，再往后，由于Fe56是由放热型核聚变（exothermic nuclear fusion）所能产生的最重的元素，剩下的大量元素是由吸热型（endothermic）核聚变产生的，这类反应所需要的能量超过了自身所能提供的。
这里稍微提一下，因为相当一部分的铁、钴、镍的同位素具有超高的结合能，尽管他们可以经历核聚变，但是这种反应也需要持续的消耗大量的能量。而对于大质量的恒星而言，一旦它们内部开始产铁（包括钴和镍）后，它们就无法再提供任何能量了，因为game over了：

所以这也是为什么大家会看到第一张成核元素周期表上，铁族三兄弟是由超新星（supernova）负责提供独有的大量的能量来完成成核的原因所在。


3.恒星和超星的中子和质子捕获
所有的恒星都有成堆的自由高能中子（中子通量），在超新星中，中子通量极高。
像钡这类元素，成核的过程就是中子或者质子以很小增量增加到核心的旅程，这是一个很慢的过程，叫做中子/质子捕获反应，它会消耗能量，但是会以极慢的速度以至于不会对恒星的寿命产生决定性的影响。
稍微插播一下中子/质子捕获反应，一共有三种类型：
慢中子捕获——S-process（Slow，详见s-process）
快中子捕获——R-process （Rapid，详见r-process）
质子捕获——P-process （Proton，详见p-process）
慢中子捕获
以银（Ag）为例，它的原子量是109（包括中子和质子），在核子经历一个中子的撞击后，原子量上升到110，但是Ag110不稳定马上就衰减至Cd110（镉），这个过程就是缓慢的不断在现有的原子核上添加中子，一个接一个的生成周期表上的靠后元素直到铀（uranium）为止。
快中子捕获
为了能绕过某个不稳定元素自发转化成其他元素的能磊，最好的办法就是在原子核的周围环境中不断使用快速的一定量的中子轰击。比如Cd115十分不稳定，如果我们在它自然衰减前轰击，那么就会生成稳定的Cd116，并且，一旦形成Cd116，衰减反应就不会进行，所以这个快中子捕获可以被用来制造丰中子核素（同位素）。
质子捕获
通过增加质子来形成丰质子核素，原理跟快中子捕获过程类似。由于化学元素的定义是由原子核中的质子数来决定的，所以增加一个质子就会改变一个元素。
这些大重量元素的沉积物会被大龄的大质量恒星从核心中自动清除出去，这个过程叫做dredge-up（Dredge-up），其中的一些元素会被大质量恒星所产生的强烈恒星风吹扫到星际介质中去。

想了解超新星的朋友请去https://www.youtube.com/watch?v=tXV9mtY1AoI编辑于 2016-01-31那会太忙了，先是忙着暴涨，慢滚还没滚到头呢，就得着急CP破缺，完了又得生成规范场，还得退偶，基本粒子才组成质子中子什么的，物质就已经很稀疏了，再也撞不到一块去了。
倒是超新星时期，各种条件都已近完善了，基本粒子已经就位，就差足够的能量了，这时候超新星爆发了，给予了足够的能量之后，致密的粒子相互碰撞，组成了足够重的重荷。发布于 2016-02-1120160203补：突然觉得之前的答案废话太多，没有说到重点上，故此重新答一遍。原答案中关于四种核合成的就不动了，大家看了就当增加个知识点吧。

原子核本身带正电相互排斥，需要足够高的温度（使原子核具备足够高的动能）或足够大的压强来克服电荷斥力，使原子核彼此聚集到足以让核力发生作用。显而易见，越重的元素，核电荷数越大，也就意味着需要更高的温度和压强来促使核聚变的发生。所以，理想的核聚变进程，应该是从较低的温度开始，先让较轻的元素聚变为较重的元素，然后让温度升高，进一步促使较重的元素继续聚变，直至生成质量数为56-62的原子核（铁峰顶），不能再从核聚变中产生能量为止。

但大爆炸后的头三分钟里，温度太高，超过了原子核能稳定存在的范畴，无法进行核聚变生成比氢-1更重的元素。三分钟后，随着宇宙的膨胀，温度下降，质子和中子开始结合，生成氘和氦的原子核，再进一步聚合成锂、铍等更重的元素。但这时温度还在继续下降，17分钟后（从开始核聚变算起，如果从大爆炸算起就是20分钟后）即降至不足以让已形成的较轻原子核进一步聚变成较重原子核的水平，于是第一种核合成——太初核合成至此结束。

这时候宇宙空间中的物质在大尺度上是均匀分布的，但在局部仍然会出现密度稍大的区域，这些密度较大的区域由于引力作用，吸引周围的物质，从而变得密度更大，核心温度最高，最终引发了新的核聚变反应，即第二种核合成——恒星核合成。和太初核合成相比，恒星核合成是从较低的温度开始的，因此能够持续进行，直到恒星质量允许的上限为止（对足够大的恒星，可一直进行到生成质量数为56的原子核——铁-56和钴-56）。

至于质量数更大的原子核，需要在超新星爆发的极高能量的条件下，由铁原子核吸收中子再释放电子才能生成，这就是第三种核合成——超新星核合成。

================以下为原答案=================

要回答这个问题，必须先明白宇宙中不同的元素都是怎么来的。就目前的研究结果而言，主要有四种核合成过程可以产生我们今天所知的各种元素，这四种核合成分别是：

一、太初核合成

太初核合成是伽莫夫提出的，指的是宇宙从大爆炸中诞生后的第3~20分钟内，形成除氢-1原子核以外的其他较重的原子核（氘、氦及其同位素，锂及其同位素）的过程。在这之前，宇宙的温度太高，只能让夸克和胶子结合成重子（质子、中子等），而在此之后，宇宙的温度又“太低”，无法使已有的原子核继续聚变生成比铍更重的元素。

至于比铍更重的元素，要等到宇宙进一步冷却，电子和原子核结合形成原子，然后在某些密度较大的区域因引力作用而形成恒星才能产生，即“恒星核合成”。

二、恒星核合成

恒星核合成的步骤包括：

（1）氢燃烧生成氦

这个过程可以由两个途径：质子-质子链反应（在如太阳般大小或比太阳更小的恒星上占据主要地位）和碳氮氧循环（在比太阳大的恒星上占主导地位）实现。

（2）氦燃烧生成碳和氧

这个过程由两个途径——3氦过程和氦核作用实现。

（3）碳燃烧生成氖和镁

（4）氖燃烧生成硅和镁

（5）氧燃烧生成硅、硫、氩和钙

（6）硅燃烧生成铁和镍

以上每一步的燃烧都能释放大量的热量，但每一步反应对恒星质量的要求都比前一步更高（质量不够大的恒星只能进行前面的燃烧步骤，后面的因质量不够，无法在核心处产生足够高的温度和压强，也就无法进行），维持的时间也比前一步更短。例如，对于一颗质量是太阳15倍的恒星，碳燃烧可以持续大约6000年时间，而硅燃烧只能持续几天。质量更大的恒星，这个过程持续的时间更短。

在硅燃烧生成了最稳定的铁-56和镍-56之后，恒星核心无法再通过核聚变来产生能量，也就无法抵御引力收缩，于是恒星以每秒七万千米的速度向着核心处坍缩，将内核压缩到每立方厘米一亿吨的密度和数十亿度的高温，引发超新星爆炸和随之而来的超新星核合成。

三、超新星核合成

超新星核合成主要是通过快中子捕获来完成，铁原子核与中子撞击生成质量数大于56的新原子核，这些新原子核是不稳定的，会发生β衰变，释放电子同时使核内的一个中子变成质子，从而生成原子序列更高、但质量数相同，更稳定的新元素。除此之外，在超新星爆炸中还会经由质子捕获或光致蜕变作用而产生比铁更重的原子核，这些过程生成的重原子核通常是质量数最小，中子数最少的同位素。

四、宇宙射线散裂

指在宇宙空间中，因宇宙射线撞击某些元素的原子核而导致较轻原子核的生成。

所以，题主的问题，简而言之可以这么回答：大爆炸后宇宙冷却得太快（17分钟即冷却到无法再进行核聚变的地步），来不及生成较重的元素，只有等到恒星产生，能够在内核长久维持高温高压的环境，才有可能使得核聚变不断进行下去，最终引发超新星爆炸，从而生成较重的元素。编辑于 2016-02-03首先，氢不是在大爆炸时刻合成的，而是在大爆炸之后冷却了一阵后形成的，那个时期被称为太初核合成，形成了氢氦和少量锂。至于为什么不能形成更重的元素，因为宇宙初期密集的高能光子足以击碎一切更重的元素！发布于 2016-01-28大爆炸初期，温度实在是高到难以形容，只允许光和能量存在。随着空间暴涨和冷却，才开始出现基本粒子。发布于 2016-11-30为什么酒精灯那么热，却只能烧出水蒸气，反而是零下几度的冰箱里冻出了坚硬的冰呢？发布于 2016-11-30一个是从0到1
另外一个是从1到最大238编辑于 2016-01-26氢原子核和氢是两码事啊哥...发布于 2016-04-12有赞的答案就是在胡扯。物质是凭空产生的已经被证明了，也就是宇宙大爆炸之后。
能量即物质。E=mc2
最初产生的正夸克负夸克（这样讲更好理解）我们现在不能定义他是物质还是能量。

这个时候大量的凭空产生组合出了氢原子

氢原子在引力作用下聚集行程第一代恒星。

根据恒星质量不同，核聚变反映不同。我们的太阳质量内压最终只能行程氢和氦。氢聚变完氦聚变一步一步。稍大一点可以形成碳氧等。（查看元素周期表）

巨大恒星最终可以聚变产生铁，因为铁元素相对稳定，不会进一步聚变（所以地球上这么多铁，氢氦碳氧硅是因为常量恒星处于聚变产生到这个范围，产生铁的恒星不是只产生铁，也包括铁之前的种类）
大质量恒星最终发生超新星爆炸，小质量的（太阳）红巨星变白矮星也会把外壳大部分质量推出去。其他比铁更高的元素可能是爆炸时产生的。

第一代恒星爆炸或死亡将大量各种元素抛向周围宇宙，形成新的星云，在引力的作用下形成二代的恒星行星继续演变。

手码，有疑问可以回复我，尽量改的更好懂。编辑于 2016-01-28宇宙爆炸时能量巨大，没有物质存在，一切最基本的粒子都是在高速运行，不存在所谓的静态，粒子之间互相碰撞着！直到碰撞到了上帝粒子，才产生了减速，从而有了质量，才慢慢有了你所谓的元素！发布于 2016-01-31假设大爆炸的时候产生了重元素，而那个时候的温度压力都巨大无比，空间还有限，以至于重子之间的结合能hold不住，就裂变了，一直会裂变到氢氦。

而超新星爆发的时候，并没有那么高的温度压力，聚变出重元素之后还会被迅速抛射出去。发布于 2016-01-28谢邀。
细节我会再补充，不过@狐狸先生的回答讲得已经比较清楚了。



我想说的是，题主可能对“屌”这个概念有点误解。


当然屌是很厉害很厉害的意思，但在物理里面，质量越大越屌，速度越高越屌，越复杂越屌还是越简单越屌？


在不同的情况下很难说的。


但是文艺一点讲，物理中简单即是美。一生二，二生三，三生万物。大爆炸里面估计氢算二或者二点五，重金属元素属于万物级别的。



啥最屌，说句题外话：答主个人的感觉真空里面都有微扰（fluctuation），这个最屌。。编辑于 2016-01-28大爆炸结束了吗？如果大爆炸假说成立这个爆炸其实在一直持续，过去将来现在。大爆炸不止生成了氢还有重子星球，黑洞，你我。
这样说有的人可能还是不明白，说白了宇宙就是一场正在进行的爆炸编辑于 2016-01-29就是因为威力太大了，所有复杂结构都来不及构建。比如刘翔跑步，时速30公里还能跨栏，时速100公里只能直线跑了，假如刘翔的速度达到光速，刘翔的跑步就是一条弦，笔直的弦。发布于 2016-01-31你拉屎的时候 拉稀的拉出来的坨大 还是便秘的坨大  一个道理   太猛了发布于 2016-01-31你得一步一步来
一点一点的创造物质

循序渐进啊亲
你问这个问题就说明了你太心急了
没有了解相关知识也没有仔细思考就来问问题了发布于 2016-01-26　　刚刚看了LIGO的新闻发布会，重金属来源问题有了新的理解。各位答主，打脸不？？
　　其实早在2013年就有人提出了理论，各位都不关心最新的学术进展吗？还死守着超新星爆发不放？
　　Scientists: Collision of dead stars produced the world's gold
　　Opinion: Gold comes from neutron stars
　　附上最新的两篇报道
　　Secret of gold finally found: precious metals are forged in cataclysmic collision of neutron stars
　　Astronomers just proved the incredible origin of nearly all gold, platinum, and silver in the universe
　　最新的元素起源周期表
　　A periodic table of chemical elements showing where every atom in the solar system comes from. Jennifer A. Johnson/The Ohio State University; NASA; ESA
编辑于 2017-10-17也许是因为大爆炸之后的大大爆炸（暴涨）来得太快吧，以致留给重元素合成的窗口期（温度、密度合适）太短了。
当然，这是好事，大家都希望看到有星星点亮夜空的宇宙吧。珍惜喔，多少年之后就木有辣摸壮观啦，甚至乌丫丫一片╮(╯▽╰)╭……
——话说那些远离星系盘或者星系球的流浪行星系，看到的夜空差不多就是这样了，可怜上面天文学的发展╮(╯▽╰)╭……
所以，生在今时今球也是有福的，蓝星人乃们要知足︿(￣︶￣)︿……编辑于 2016-08-27一个是从无到有，另一个是从有到多。

空手套白狼和钱生钱的区别发布于 2016-08-01