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L'origine des éléments a posé un problème difficile aux scientifiques pendant longtemps. Il a fallu attendre le début du XXe siècle, et l'avènement de la mécanique quantique et de la physique nucléaire, pour qu'une explication satisfaisante soit apportée. Avant cela, aucune explication scientifique n'était fournie quant à la genèse des éléments. 


Dès l'invention du spectromètre, les astrophysiciens ont commencé à déterminer la composition chimique du Soleil pour la comparer à ce qu'on connaissait à l'époque : la Terre et les météorites. 

Une constatation simple s'est imposée : plus la masse d'un atome est grande, moins il est présent dans la nature. Avec trois exceptions notables : le lithium, le béryllium et le bore qui dérogent à cette règle et se trouvent être extrêmement rares dans le Soleil et les météorites. 

Avec la compréhension des équations d'Einstein menant à l'idée que l'Univers avait eu un passé extrêmement chaud, George Gamow fut le premier à penser (en 1942) que tous les éléments pouvaient avoir été formés au tout début de la vie de l'Univers, lors du Big Bang. Selon lui, les éléments se formaient par additions successives de neutrons sur les éléments déjà existants, additions suivies de désintégrations béta. C'était une idée élégante mais il est vite apparu que l'Univers se refroidissait alors beaucoup trop vite pour pouvoir fabriquer des éléments plus lourds que le lithium 7 (7Li). 

Il fallait donc trouver un autre moyen de les produire, ou plus précisément une autre explication, quant à leur production.


 
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