¿Por qué no siguió generándose helio después de unos minutos después del Big Bang?

Para formar He, uno necesita pasar por una síntesis intermedia de deuterio.

Esto solo es posible durante una ventana de tiempo cuando: (1) el universo no es demasiado caliente/denso como para que el deuterio no pueda sobrevivir el tiempo suficiente para participar en otras reacciones antes de ser destruido por fotones energéticos; (2) el universo no es demasiado genial para sintetizar deuterio en primer lugar.

Es la última restricción la que finaliza la síntesis primordial de He, después de unos 5-10 minutos, aunque supongo que la descomposición de los neutrones libres también hace una (muy) pequeña contribución.

La producción de helio, por supuesto, continúa dentro de las estrellas de secuencia principal hasta el día de hoy. El contenido de He del universo y los medios interestelares e intergalácticos aumentan muy lentamente a medida que los vientos estelares y las supernovas difunden los productos de la nucleosíntesis estelar.

La formación de helio es bastante improbable. Inmediatamente después del Big Bang, había muchas partículas sueltas: protones, neutrones y electrones. Como el universo era increíblemente pequeño, la densidad era inimaginablemente alta. En estas condiciones, dos protones y un neutrón podrían fusionarse para formar He-3. A medida que el universo creció, las densidades cayeron, las temperaturas cayeron y las posibilidades de que ocurriera esta fusión cayeron esencialmente a cero.

Más tarde, las estrellas serían para. En estas estrellas, la gravedad recreó densidades y temperaturas bastante altas. Afortunadamente, todavía eran mucho, mucho más bajos que en el Big Bang; de lo contrario, las estrellas quemarían su hidrógeno en minutos en lugar de miles de millones de años.

Para que una reacción esté en equilibrio en el Universo en expansión, la tasa de interacción$\Gamma$tiene que ser mucho mayor que la tasa de expansión del Universo, que es el parámetro de hubble$H$. En algún momento,$\Gamma$cayó debajo$H$, y la interacción dejó de ocurrir (se "congeló", en la jerga de la cosmología), y la abundancia de helio dejó de cambiar. (Hasta que se formaron las estrellas, por supuesto).