W młodym, gorącym Wszechświecie z wymienionych nukleonów (początkowo występujących w jednakowych ilościach) powstały jądra najlżejszych pierwiastków, niemal wyłącznie deuteru, trytu, helu i litu oraz niewielkich ilości berylu i boru. Powstające złożone jądra były rozbijane przez liczne wówczas wysokoenergetyczne fotony. Jądra deuteru stały się trwałe po upływie ok. 4 minut od Wielkiego Wybuchu, gdy temperatura wynosiła ok. 109 K. W tym okresie udziały n i p nie były już jednakowe, ponieważ część neutronów rozpadła się z utworzeniem protonów, których udział osiągnął 87%. W wyniku wzajemnych zderzeń deuteronów powstawały cząstki trójnukleonowe – jądra trytu i helu-3. Produktem przyłączenia kolejnego nukleonu były jądra He-4 (cząstki α) i niewielkie ilości jąder litu. Po nagromadzeniu się cząstek alfa Wszechświat był już zbyt zimny, aby mogło dochodzić do kolejnych syntez. Po zakończeniu tego etapu rozwoju Wszechświata 74% nukleonów było w jądrach wodoru (protonów) i ok. 26% w jądrach helu-4, a obfitości jąder deuteru, helu-3 i litu wynosiły, odpowiednio: 10−4, 10−5 i 10−10. Proporcje te są zgodne z proporcjami atomów, powstających z jąder w wyniku rekombinacji z elektronami, obserwowanymi współcześnie w przestrzeniach międzygwiazdowych, w których nie powstawały gwiazdy (potwierdza to słuszność Modelu standardowego).