最初的元素
卡尔·萨根说过：“如果你要在一无所有的世界做苹果派，那必须先创造出宇宙。”同理，如果要用夸克和轻子作为标准模型构成物质，那么也应该从生成宇宙开始，因为宇宙生成之后才出现了时间，而夸克和轻子也出现于此时。
这里所说的最初的宇宙起始于宇宙大爆炸之后 10-43秒。这个时间被称之为普朗克时间。普朗克时间是人类已知的最早时间，在此之前的更久远的时间尚无法了解。因而我们可以认识的最早的宇宙是普朗克时间之后的宇宙。科学家推测认为，宇宙当时以能量的形态存在——在极度高温的环境下，光和粒子原材料紧密地混合于一处。之后，宇宙在极为短暂的刹那间急剧膨胀，变得相当巨大，我们称之为“暴胀”。在这个过程中的某一瞬间，产生了最初的物质——夸克，这一时期被称为强子时期，此时宇宙的年龄相当于 10-32～10-4 秒。与此同时，还产生了轻子和中子。宇宙年龄到 1 秒时，产生了各种粒子及其反粒子。
随后，粒子与反粒子发生碰撞，湮灭发光（准确来说是伽马射线）。当然，与此相反的过程也在同时发生。这一时期，光可以由粒子对的湮灭转换而来。由于物质可以转化为光、光也可以转化为物质，因此就物质而言，我们认为物质既可以消失，也可以产生。光和物质就像这样不断重复产生与消失的过程。
粒子对湮灭
粒子对产生
在宇宙初期，粒子与反粒子发生碰撞，湮灭发光。同时，光（光子）转化为粒子和反粒子。光与物质是相互产生与湮灭的关系
我们熟知质量守恒定律、能量守恒定律等守恒定律，因此可能会对粒子对的产生与湮灭现象感到惊讶不已。但是，这一现象通过质量—能量等效性（E=mc2，E能量，m质量，c光速）立刻就能够得到明确的解释，令人惊叹。
科学家推测，在普朗克时间的宇宙里充满了数不清的能量和相互作用的小粒子。最初的宇宙里，夸克毫无秩序可言，就如同黏黏糊糊、咕嘟咕嘟的热粥。所以，我们经常把那时候的宇宙称为“等离子粥”。在这个黏稠的粥里，在粒子对不断湮灭又产生的过程中，生存下来的夸克们在逐渐冷却的宇宙里相互结合，形成了质子和中子。
2个u夸克和 1 个d夸克结合构成质子，1 个u夸克和 2 个d夸克构成中子。此时，能够将夸克组合在一起的力就是“强核力”。质子的出现等同于最初原子核的出现，比如氢，其原子核由1个质子构成。
质量—能量等效性
为了理解物质产生的过程，除了标准模型，我们还需要了解爱因斯坦的狭义相对论。根据这一理论提出的质量—能量等效性，质量与物质的能量的本质相同，因此可以相互转换，即所有的能量都具有与其相当的质量。质量—能量等效性公式就是著名公式E=mc2。这里特别需要注意的是光速（c）。如果把质量换算为能量，则需要乘以光速的平方，这个数值会非常大，因为光 1 秒钟会移动约 30 万千米。那么，静止状态下具有 1 质量的物质能量有多大呢？约为 9×1016 焦耳（J）的巨大能量。1 个耗电 60 瓦特的白炽灯泡，每秒耗费 60 焦耳（J）的能量。如果静止质量为 1 的物质在某种条件下转化为能量，这个能量足够让 1个白炽灯泡照明超过 4000 年。当然，白炽灯泡的灯丝在此之前肯定会被烧焦。
质子和中子的结构
质子由 2 个u夸克和 1 个d夸克结合而成，具有+e的电荷量。中子由1 个u夸克和 2 个d夸克结合而成，为中性，电荷量为 0
u夸克·d夸克
正如前面提到的，夸克有6 种，其中最轻的是u夸克（up quark）和d夸克（down quark）。
宇宙年龄在 0.01 秒时，宇宙的温度降至 1000 亿K（开尔文Kelvins，热力学温标，以绝对零度为计算起点，即-273.15oC=0K，每变化 1K相当于变化 1oC）。但是，质子和中子结合构成原子核时，温度仍然非常高。当宇宙年龄到 1 秒时，宇宙的温度为 10 亿K，密度变得与现在地球的空气密度相似。这样一来，终于具备了质子和中子可以相互结合的黄金条件。因为，温度特别高时，质子和中子的速度过快，会导致双方相互错过，无法结合；而温度特别低时，质子和中子无法获得充分的能量，也无法结合。
当质子和中子具备结合可能性时，就可以生成氢原子核（即质子）以外的原子核。先生成由 1 个质子和 1 个中子构成的氘核，再生成由2个质子和2个中子组成的氦核。从轻的元素到重的元素的生成过程，我们可称之为“核合成”。而星星出现之前的初期宇宙里发生的原子核合成称为“宇宙大爆炸核合成”。宇宙形成仅仅 3 分钟，就生成了简单的原子核。因此，即便说从此时起产生了世界万物也不为过。“太初 3 分钟”确实是个神奇的时间。
不过，可惜的是宇宙大爆炸核合成维持了不过几分钟，因为伴随着宇宙的持续膨胀，温度急剧下降。宇宙大爆炸核合成能够进行的时间非常短暂，生成了氘核和氦核，以及少量的锂核和铍核。宇宙里现存的氘基本都生成于此时。虽然构成原始宇宙的太初元素只有为数不多的几种，但是这些元素是构成后来所有物质的材料。假如没有“太初 3 分钟”，那么我们也不可能存在。
氦的产生
氘核和氚核引发核聚变，从而生成氦核。在生成氦核的过程之中，减少的质量转化为光这样的能量
但是，到此时还没有产生完整意义上的“原子”。带正电荷的原子核和带负电荷的电子之间，存在相互吸引的电磁力。由于这个电磁力，原子核可以捕捉到电子，从而形成原子。但是，此时的宇宙却没有具备能够捕捉并稳定电子的“正合适”的“黄金”条件，是因为宇宙的温度仍然非常高，电子可以自由移动。宇宙仍然是原子核和电子非常混乱的“等离子粥”状态。与此同时，光子也与“等离子粥”的粒子们发生碰撞混乱不堪，宇宙仍然维持着高温、不透明的状态。就好比在雾中，光被水滴散射，因而无法到达我们的眼睛。当时产生的光无法从“等离子粥”里照射出来。因此，我们无法观测到这一时期产生的光。
由于在宇宙历史中诞生了元素，才能够有“我”的存在。从宇宙诞生开始，到“我”出现为止，经过了 137 亿年的时间。那么，以元素的诞生为准的话，即使说“我”的年龄是 137 亿年也毫不夸张
宇宙诞生之后经过了约 38 万年的时间，宇宙充分膨胀，温度下降至 3000K。就这样，宇宙冷却到了原子核和电子可以结合为原子的温度，终于迎来了“原子”诞生的时刻。这一过程称为复合（事实上，原子核和电子既没有结合过也没有分离过，复合这个用语有些不合适）。从这时开始，基本力之中最弱的引力也可以不受限制地发挥作用。
携带正电荷的原子核和携带负电荷的电子结合成为中性原子，光子（光）就可以不受电荷妨碍，较为自由地移动，从而可以直线前进，即，宇宙变得透明了。光变得较为自由的时期叫作退耦时期，这一时期复合和退耦几乎同时得以实现。我们所知晓的宇宙背景辐射就是观测到了这时的光。然而，观测退耦之前的宇宙很难实现，因此退耦之前的时期称为黑暗时代。
黑暗时代随着原子的诞生而结束，光从这时才变得自由。宇宙变透明，开始生成宇宙的各种成员。人类的诞生也起始于原子的诞生，因此我们算是宇宙的产物、宇宙的子孙。一想到组成我们身体的每个元素都体现着宇宙的历史，就令人感叹不已。