T型宇宙是有史以来最伟大的合并故事。它有着神秘的起源，光明与黑暗的力量，以及足以让化学集团巴斯夫脸红的化学复杂性，从宇宙大爆炸后的最初时刻到第一颗恒星的形成，这段旅程是一个跨越多个数量级的长尺度聚集在一起的故事。为了拼凑这个故事，科学家们不仅求助于天空，还求助于实验室来模拟宇宙历史上一些最极端的环境。由此产生的叙事充满了惊喜。其中最重要的是没有如果没有一些不太可能的英雄扮演的角色，这一切都会发生，也不会发生。其中最重要的两个，至少在恒星形成时，有点令人惊讶，因为恒星产生了生命出现所必需的较重元素：暗物质和氢分子。撇开细节不谈，这里是他们的故事。
暗物质
宇宙大爆炸通过我们仍然不完全理解的过程创造了物质。大部分物质的质量约为84%，是一种不与光相互作用或不发光的物质。它被称为暗物质，似乎只在引力作用下相互作用。剩下的16%，被称为重子或普通物质，构成了我们称之为家的日常宇宙。普通物质通过发射和吸收光子（有时被认知者称为辐射，在当地被称为光），不仅在引力上，而且在电磁上相互作用。
随着宇宙的膨胀和冷却，大爆炸产生的一些能量转化为普通物质：电子、中子和质子（后者相当于电离氢原子）。今天，质子和中子舒适地栖息在原子核中。但在大爆炸发生后的几秒钟内，任何融合形成较重原子核的质子和中子都会被称为伽马射线的高能光子迅速炸开。大爆炸的残余热辐射场提供了大量的能量。天太热了，不能做饭。但几秒钟后情况有所好转，当辐射温度降到约1万亿开尔文时，仍比我们习惯的300开尔文室温高出一点，但早期宇宙中的物质存在差异。
大爆炸产生的残余热量的强度使得早期宇宙过于平滑，无法形成气体云。
重核现在可以在γ射线轰击下存活下来。原始的核合成开始了，使核力将质子和中子结合在一起，直到宇宙膨胀使其温度过低，这些聚变反应无法继续。在这20分钟里，宇宙充满了原子。由此产生的宇宙元素组成约为76%的氢、24%的氦和微量的锂，这些元素都被电离了，因为温度太高，电子无法稳定地围绕这些原子核运行。就这样，直到第一颗恒星形成并开始锻造周期表中的所有其他元素。
然而，在这些恒星形成之前，新形成的氢和氦原子需要聚集在一起形成稠密的云。当宇宙中密度稍大的区域因引力吸引周围的物质时，就会产生这些云。问题是，早期宇宙的笨拙程度是否足以让这种情况发生？
为了回答这个问题，我们可以看看现代的夜空。在这幅图中，我们看到微弱的微波辐射，其图案更为模糊。这种所谓的宇宙微波背景结构可追溯到宇宙大爆炸后的377000年，仅是宇宙当前138亿年年龄的一小部分，类似于如今美国女性81年预期寿命中的不到一天。
当时，宇宙刚刚冷却到3000开尔文左右。自由电子开始被捕获到围绕质子的轨道上，形成中性氢原子。来自大爆炸闪光的光子，其进程因其散射出的非束缚电子而受阻，现在终于可以在宇宙中自由流动。今天，在只有2.7开尔文的低温下，这些光子继续渗透到宇宙中，构成了宇宙微波背景，我们使用一系列地面、气球和卫星望远镜进行了测量。
这些天空图显示了一些令人惊讶的现象：大爆炸产生的残余热量的强度使得早期宇宙过于平滑，以至于无法形成气云。
进入暗物质。因为它不直接与光相互作用，所以它不受使普通物质变得光滑的相同辐射的影响。因此，它的笨拙程度相对较高。它，而不是普通物质，引发了构成现代宇宙结构的恒星和星系的形成。暗物质密度高于平均水平的空间区域通过引力吸引来自密度较低区域的物质。暗物质的光晕形成并与其他光晕融合，将普通物质带到了一起。
氢分子
一旦宇宙变为中性，气体就开始形成云。当普通物质加速进入暗物质的引力井时，引力势能转化为动能，从而产生由快速移动的粒子组成的热气，这些粒子具有嵌入暗物质光晕中的高动能。从1000开尔文左右的温度开始，这些气体云最终在宇宙大约5亿年（大约是典型美国女性寿命的四年）时诞生了第一批恒星。
恒星要形成，气体云需要达到一定的密度；但如果它的组成分子太热，向各个方向飞驰，那么这个密度可能无法达到。制造恒星形成云的第一步是气体原子通过将其动能从云中辐射到更大的宇宙中来减缓速度，此时宇宙已经冷却到100开尔文以下。
但它们不能冷却自己：当原子像台球一样碰撞时，它们交换动能。但气体的总动能保持不变。他们需要催化剂来冷却。
化学家命名了第一个反应关联分离，这个名字适合DSM-V中的一种精神疾病。
这种催化剂是氢分子（两个氢原子通过共享电子结合在一起）。热粒子与这个哑铃状分子相撞，将自身的一些能量传递给分子，使其旋转。最终，这些被激发的氢分子会释放出一个从云中逃逸出来的光子，将能量带到宇宙中，从而放松到最低能量（或基态）。
为了制造分子氢，原子气云需要进行一些化学反应。如果听说整个宇宙只有三种元素，那么任何化学反应都会发生，这可能会让人感到惊讶。然而，早期气体云最复杂的化学模型包括近500种可能的反应。幸运的是，为了理解分子氢的形成，我们只需要关注两个关键过程。
化学家将第一种反应关联分离命名为DSM-V，这一名称适用于一种精神疾病，临床医生可能会为其开出一些原始锂。最初，气云中的大多数氢是中性原子形式，单个质子的正电荷被单个轨道电子的负电荷抵消。然而，它的一小部分原子捕获了两个电子，产生了带负电的氢离子。这些中性氢原子和带电氢离子相互“结合”，导致多余的电子分离，留下中性分子氢。在化学符号中，这可以表示为H+H-→ H（H）2+电子-。联合分离仅将约0.01%的氢原子转化为分子，但这一小部分使云层开始冷却并变得更致密。
当云变得足够冷和稠密时，第二个化学反应开始了。它被称为三体联合，写为H+H+H→ H（H）2+H.这一过程从三个独立的氢原子开始，以其中两个耦合在一起，第三个原子被冷落而结束。三体结合基本上将云中剩余的所有原子氢转化为分子氢。一旦所有的氢都是全分子的，云就会冷却到其气体可以凝结成恒星的程度。
星星
从稠密云的形成到恒星中心的聚变点火，这是一个复杂度远远超过之前的过程。事实上，即使是现有最复杂的计算机模拟也尚未达到目标变为恒星的程度，聚变就开始了。模拟2亿年过程中的大多数过程相对容易，使用高速并行处理计算机仅需约12小时。问题在于最后的10000年。随着气体密度的增加，云的结构变化越来越快。因此，在早期，人们只需要计算云是如何每隔10万年左右变化的，而在最后的1万年中，人们必须每隔几天计算一次变化。在当今速度最快的机器上，计算所需数量的急剧增加意味着一年多的计算机不间断运行时间。对这些原始云中所有可能的启动条件进行的模拟超过了人类一生中所能达到的水平。因此，我们仍然不知道第一代恒星的质量分布。由于恒星的质量决定了它在核心中形成了什么元素，这就阻碍了我们沿着宇宙开始合成生命所需元素的路径前进。我们这些迫不及待想知道答案的人正指望着另一位英雄：摩尔定律。
丹尼尔·沃夫·萨文是哥伦比亚大学的一名反低音天体物理学家。
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