宇宙中第一代恒星的诞生宇宙大爆炸过后50万年

宇宙大爆炸过后50万年，炽热的辐射渐渐平息下来，温度慢慢下降，这时宇宙中物质开始占主导地位，中性原子不能被电离，引力开始发挥作用。
从这时开始，到第一颗恒星的形成，宇宙花费了大约5000万到1亿年的时间。
不同的区域开始冷热不均
中性原子最初形成时，标志着光子停止从自由电子中散射出来，因为自由电子只有在原子以等离子体的形式电离时才会出现；由于没有任何东西可以散射，这时，空间中的光辐射以光速运动。
这些光辐射来自各个方向，几乎是完全均匀的，基本都是2970.8K ，但是有些地方略高一点，达到约2971.0K ，而有些地方略低一点，约为2970.6K 。这些细微的差别，是导致恒星的产生和演化的重要因素。

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宇宙中的第一颗恒星可能要在大爆炸后5000万到1亿年之后才会形成。
实际上，这些光一开始都是均匀的（都是完全相同的温度），但是受到所处位置的影响，它们才略有不同。
有些区域的密度与整个宇宙的平均密度完全相同，但有的区域的密度略高或略低于平均密度。密度稍微低的区域，因为其中的物质较少，引力也较小。当一个光子离开该区域时，它要对抗的引力势较小，失去的能量也较少，这个区域的光子会变得比平均温度高；而密度稍微高的区域，其中的物质也较多，因此有更多的引力来对抗，随着光子爬升，它损失的能量超过平均水平，因此整体上变得更冷，或者说能量更少。
接下来，这些密度稍微高的区域会在引力的作用下，吸引越来越多的物质，直到形成恒星。
引力开始聚集
在宇宙中，所有物体都在相互吸引，哪个物体的质量最大，它就会优先吸引周围的所有其他物体。在不断扩展的宇宙中，密度较高的区域会吸引附近密度较低的区域中的任何物质。
从这个意义上说，引力是一种失控的力量，吸引的物质越多，引力就越强，就越能成功地将更多的物质带入其中。
随着宇宙的冷却，引力开始将物质聚集成团，并最终聚集在一起，随着越来越多的物质被吸引在一起，其生长速度越来越快。
但是，值得注意的是，这时宇宙中并非只有物质和引力，还有辐射（以光子的形式存在）。原子物质和暗物质在引力下吸引大质量粒子的同时，也将辐射吸引到了密度较高的区域。
然而，辐射与物质不同，它具有压力。正因为有了辐射压力，这些气体云（聚集到一起的团块）才不会发生引力坍塌。
这种压力也会控制物质的生长速度，即使在一个以物质为主导的宇宙中，只要辐射仍然存在，物质的密度就只能缓慢增加——几百万年间，一直如此。
引力坍塌与核聚变
宇宙诞生300万年后，温度从3000K降到800K ，辐射最终冷却到人眼看不见的程度。随着辐射压力的下降，物质团块增长速度逐渐增加，密度变得越来越大。
所有的物质团块都遵循这么一个简单规律：当宇宙温度下降到原来的一半时，它就会快速增长，并且密度变大；当宇宙温度下降达到某个临界阈值（100K左右）时，它的增长速度会迅猛增加，一旦成长到其密度比平均密度大68％时，就开始发生坍塌。

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宇宙在均匀膨胀的同时，局部总有微小的密度起伏，这使得宇宙能够随着时间的推移形成恒星、星系和星系团。在均匀背景之上添加局部密度的不均匀，是理解当今宇宙是什么样子的起点。
大爆炸后5000万年时，较为致密的团块都已过渡到迅猛增长的阶段，开始以极快的速度收缩。最终，到达了可以坍塌的地步，形成了炽热而庞大的物体，并点燃其核心的核聚变。
这些庞大的物体几乎完全由氢和氦组成。除了少量的锂（大约占宇宙中所有元素十亿分之一），根本没有更重的元素。当引力坍塌发生时，能量被困在这些物体中，从而导致这些物体变热。当温度超过约400万K的临界阈值时，核聚变开始了。
第一批恒星点亮宇宙
这种核聚变发生在所有密度较高的区域中，并且都是首次。
当核聚变开始时，继续增加这些物体质量的引力，突然被内部辐射压力抵消了。在亚原子水平上，质子在连锁反应中发生聚变，形成氘，然后是氚或氦-3 ，然后是氦-4 ，每一过程都释放能量。