暗物質和可能存在的暗能量都是起源於宇宙最早期，也就是氦和理等元素誕生的時期。較重的元素稍後在恒星內部形成，核反應將質子和中子擠壓在一起形成了新的原子核。例如，四個氫核(每個帶一個質子)經過一係列的聚變形成了一個氦核(含有兩個質子和兩個中子)。這就是在太陽內部每時每刻所發生的事情，也就是這個過程帶給了我們地球光和熱。
但是聚變要產生比鐵重的元素時，它需要非常多的中子。因此，天文學家們猜測較重的原子是在超新星的爆炸中形成的，這裏現成中子的供應量非常充足，但是這個過程具體是如何發生的卻無人知曉。更近一段時間，科學家們已經開始推斷，至少有些最重的元素，如金和鉛，是在當兩顆中子星那些小小的、燃燒殆盡的星體殘骸——碰撞並形成黑洞時所發生的更強大的爆炸過程中生成的。