宇宙從大爆炸中形成，后來逐漸出現(xiàn)了星系團、星系、恒星、行星和生命。以地球角度來看，在太陽和地球被創(chuàng)造出來之前，形成過程占據(jù)了我們共有宇宙歷史的2/3。然而，地球上最早的生命可以追溯到大約40億年前。這不禁讓人好奇，宇宙中出現(xiàn)生命是否早于地球，而且，就這一點而言，生命的出現(xiàn)到底可追溯回多久之前？宇宙大爆炸后多久能產(chǎn)生足量的重元素形成行星，甚至形成生命？

在138億年前，宇宙大爆炸之后，不僅沒有恒星或星系，甚至連原子也沒有，一切都需要時間來形成。宇宙最初是一個均勻的地方，密度最大的區(qū)域只比平均密度高大約0.003%。這意味著它將需要巨大的引力坍縮來創(chuàng)造出像行星一樣的東西，其密度是宇宙平均密度的10^30倍。不過宇宙可以自由花費時間來實現(xiàn)這一切。

大爆炸第一秒之后，反物質(zhì)和大部分物質(zhì)都被湮滅了，在中微子和光子中留下了一小部分剩余的質(zhì)子、中子和電子。3-4分鐘后，質(zhì)子和中子形成了穩(wěn)定的原子核，但幾乎都是氫和氦的同位素。并且只有當(dāng)宇宙大約用38萬年的時間冷卻到一個特定的閾值，電子與這些原子核才能結(jié)合起來，第一次形成中性原子。即使有了這些基本的成分，形成生命，甚至是巖質(zhì)行星都還不可能，因為宇宙在那時幾乎只有氫和氦原子。

只要有足夠的時間，引力坍塌就會改變整個宇宙。盡管一開始它的速度很慢，但它是不間斷的，它是建立在自己的基礎(chǔ)上的。一個空間的密度越大，它就能吸引越來越多的物質(zhì)。密度最大的區(qū)域增長最快，模擬表明，所有第一批恒星應(yīng)該在大爆炸后大約5000萬到1億年的時間內(nèi)形成。這些恒星應(yīng)該是僅由氫和氦組成的，并且能夠增長到非常大的質(zhì)量：是太陽質(zhì)量的幾百甚至是一千倍。當(dāng)?shù)谝慌阈切纬蓵r，它們只能存活一兩百萬年。

在這些巨大的恒星內(nèi)部，氫聚變?yōu)楹?，而氦又會聚變?yōu)樘?，碳還能聚變?yōu)檠?，氧則會進一步聚變成氖/鎂/硅/硫，連續(xù)不斷的出現(xiàn)各種元素，直到得到鐵、鎳和鈷。在那之后，恒星核心坍塌，引發(fā)了超新星爆炸。這種猛烈的爆炸會把大量重元素噴射到宇宙中，觸發(fā)了新一代的恒星形成，并豐富了星際介質(zhì)。突然間，包括形成巖質(zhì)行星和有機分子成分的重元素，填滿了宇宙中的原始星系。

越多的恒星生存、燃燒和死亡，下一代恒星就會越豐富。許多超新星創(chuàng)造出中子星，而中子星合并也會大量合成元素周期表中最重的元素。重元素所占比例越大，意味著巖質(zhì)行星密度更大，更多的元素對于生命來說是至關(guān)重要的，使復(fù)雜的有機分子更有可能發(fā)生。

在宇宙只有十億年的歷史時，天文學(xué)家測量到，那些最遙遠的天體含有大量的碳元素，幾乎與太陽系所包含的一樣多。其他重元素可能會以更快的速度變得更加豐富，這是因為碳主要是由不會變成超新星的恒星產(chǎn)生的（而非大質(zhì)量恒星），使其可能需要更多的時間才能到達較高的豐度。巖質(zhì)行星的形成不需要碳，其他重元素即可構(gòu)成（許多超新星會產(chǎn)生磷）。很有可能在第一批恒星出現(xiàn)后幾億年，即當(dāng)宇宙的年齡為3億到5億年時，一些恒星周圍可能形成了巖質(zhì)行星。

如果碳不是生命所必需的元素，那么，在那個時候，宇宙中可能就會有生命起源。這是否表明，生命在地球形成之前就已經(jīng)開始了？是否意味著生命本可以早在數(shù)十億年前就開始，但我們多花了幾十億年？

在這一點上，我們目前還不清楚。與此同時，我們也不知道生命和非生命之間的界限，不知道生命是否在更早的行星上開始。又或者生命可能開始于星際空間的深處，根本就不需要行星。