2強子物質和誇克物質
現在對宇宙的早期演化不可能有直接的觀測，人們期望對宇宙早期演化的某些過程可以實現在實驗室裏抽樣進行觀察。
粒子世界物質結構的組元是各種粒子，大量粒子聚集在一起形成一定的微觀世界中的物質聚集狀態。原子核由質子和中子所組成，原子核是組元為核子的“核物質”，可形成一個均勻相，稱強子物質相。原子核內的溫度是很高的，約為百億開爾文的量級，但從微觀尺度來說，這是一個很低的溫度。在高能重原子核劇烈碰撞中能達到的溫度，可以是這個溫度的數十倍。
如果通過原子核的劇烈碰撞或其他辦法提高強子物質的溫度，核子和反核子又都可以吸收介子。高溫強子物質表現為強子通過粒子反應過程達到平衡的強子氣體。
粒子物理學告訴我們，核子還不是最小的粒子，核子的半徑為RN=0.80費米，強子，包括介子和重子都是由誇克所組成。誇克具有色相互作用的能力，色相互作用是一種新的比萬有引力和電磁相互作用更強的相互作用，實驗上所觀察到的強相互作用實際上是色相互作用的表現。色相互作用的媒介粒子是膠子，膠子也屬於規範玻色子，誇克的色相互作用能力表現在誇克可以放出和吸收膠子，誇克之間通過交換膠子而相互吸引。每個重子由3個誇克通過色相互作用結合而成，介子則是由一對誇克和反誇克結合而成。絕大多數現在實驗上已發現的強子都是由誇克和反誇克結合而成。如果有大量的強子均勻地聚集在一起，就形成強子物質相。一般說來，強子物質相的組元是強子，也就是重子、反重子和介子，在穩定的強子物質相當中，它們之間的比例隨溫度的不同而不同。重原子核是穩定的很低溫度的強子物質相。強子結構提供了一種可能性：如果把原子核高度壓縮，使核子之間的邊界都被擠壓而消失掉，或加高溫度新產生大量強子而使強子邊界消失，這時微觀物質的組元就改變為誇克、反誇克和膠子，強子物質相變為誇克膠子等離子體，即誇克物質相。
粒子理論的研究預言誇克膠子等離子體相和強子物質相之間的相變溫度大約在200MeV到300MeV之間，即2.3×1012K到3.5×1012K之間。物理學家期望用高能粒子對撞來實現在某一有限體積內集中大量能量，達到很高溫度，產生誇克膠子等離子體相。然後它自由膨脹而逐漸降溫，到相變臨界溫度時，轉變為強子物質相。這樣就可以在實驗室裏實現對宇宙早期演化的一段過程的抽樣模擬和觀察研究。