ビッグバン元素合成
ビッグバン元素合成理論によって、重水素、ヘリウム3、ヘリウム4、リチウム7等の軽元素の生成について数学的に詳細に記述することが可能となった。特に、この理論はこれらの元素の存在比の正確な予測を与えた。
これらの予測を検証するために、例えば、矮小銀河などの小規模な恒星原子核合成が起こっている天体の観測や、クエーサーのように進化の最初期にいるはずの遠く離れた天体の観測によって、できるだけ忠実に元素の存在比を再構築することが必要になった。
上述したように、ビッグバン元素合成の標準理論では、全ての軽元素の存在度は、物質(バリオン)と放射(光子)の存在量比に依存する。宇宙原理のために、バリオン-光子比は一意の値に定まる。長い間、この事実は、ビッグバン元素合成理論を検証するためには、全ての観測される軽元素が1つのバリオン-光子比の値で説明できるかどうかを検証すればよいことを意味していた。
最近になって、WMAPによって宇宙マイクロ波背景放射の正確な観測が可能となり、バリオン-光子比の独立した値が算定できるようになった。この値を用いて、ビッグバン元素合成理論からの軽元素の存在度についての予測が観測値と一致していることを示せばよいことになった。
現時点でのこの問題に対する解答は、条件付の「イエス」ということになる。ヘリウム4については、理論とよく一致している。ヘリウム3と重水素についても概ね一致している。しかしリチウム7では、ビッグバン元素合成理論とWMAP、金属量の間で、2.4-4.3単位程度の矛盾が生じている。このレベルは、近代宇宙論の大きな成功を表している。ビッグバン元素合成理論は、ビッグバン1秒後から現在の宇宙までの状態を推定でき、この結果は観測と一致している。