暗物质和可能存在的暗能量都是起源于宇宙最早期，也就是氦和理等元素诞生的时期。较重的元素稍后在恒星内部形成，核反应将质子和中子挤压在一起形成了新的原子核。例如，四个氢核(每个带一个质子)经过一系列的聚变形成了一个氦核(含有两个质子和两个中子)。这就是在太阳内部每时每刻所发生的事情，也就是这个过程带给了我们地球光和热。
但是聚变要产生比铁重的元素时，它需要非常多的中子。因此，天文学家们猜测较重的原子是在超新星的爆炸中形成的，这里现成中子的供应量非常充足，但是这个过程具体是如何发生的却无人知晓。更近一段时间，科学家们已经开始推断，至少有些最重的元素，如金和铅，是在当两颗中子星那些小小的、燃烧殆尽的星体残骸——碰撞并形成黑洞时所发生的更强大的爆炸过程中生成的。