何产生能量，认识化学元素的起源和演变，分析驱动天体物理现象的机制。
历史.19世纪许多物理学家，如、，冯亥姆霍兹和开尔文勋爵等，认为太阳的能量来自于重力势能，但是利用维里定理推算太阳的年龄只有19万年，远小于地球的年龄。然而在贝克勒尔还没在1895年发现放射线 ，相对论和量子论也未被提出的时候，此问题无法获得解决。1920年，爱丁顿提出太阳里的质子经由某种过程聚变成氦核，并产生巨大能量，1938年，德国物理学家卡尔·冯·魏茨泽克经由计算，得出氢原子经过四步核融合反应可形成氦。