霍伊尔假设
因为电子受到泡利原理的约束，只能以独特的状态围绕着核旋转，所以物质能够把自身建构成越来越复杂的形式。倘若没有这一原理，自然界中的一切就将是无定形和无特色的一锅汤。但就最先出现的物质构成来说，物理条件必定允许越来越多的电子进入稳定原子的组态场，这需要中性原子振动的各种不同频率的谐和——一种与共振紧密相关的现象。这种谐和有很大的重要性，因为在物质构成的某一点上，所有共振所要求的微调很难实现。
在宇宙的历史上，第一批形成的原子核由一个质子和一个中子构成，它们是氢的同位素氘核。随后在早期宇宙的强烈辐射场中发生的反应把一些氢核聚变成氦核。但氢—氦宇宙还不能够创造出其他种类的原子结构：氢和氦都是惰性的，而且没有把它们结合成重元素所需的大量核能。除非找到超越氢—氦宇宙场的途径，否则我们所见到的复杂宇宙就不可能进化成现在这样。这条途径显然已经找到，这就是一种新元素的出现，这种元素能比氢和氦更强烈地催化各种反应，而且可能合成更重的元素，这种元素就是碳。
使人感到迷惑不解的是，碳为什么该首先在宇宙中出现？产生一定量的重元素需要大量碳的合成，出现这种合成的可能性似乎很小。碳的出现仅仅是由于偶然的巧合，对我们来说这是很幸运的，因为如果没有这种巧合，行星、植物、蚂蚁和人类就不可能出现。
这种巧合 （如果确实是如此）与氦、铍的一种不稳定同位素和碳的频率有关。碳可以在两个氦核聚合成一个铍核开始的过程中合成，氦核和铍核的进一步碰撞就能产生出碳核。
问题在于，在第一次碰撞中产生的铍核非常不稳定：它几乎一出现就蜕变。它在极短的寿命期内遇到氦核的机会是微乎其微的，而概率表明，通过这种过程宇宙中只能产生极少量的碳。不过，如果存在各自共振频率的微调，那么情况就不一样了，因为原子核共振频率的巧合会增加它们之间聚合的机会。物理学家 E·萨尔皮特 （Edwin Salpeter）早在 1935 年就已经提出铍和氦具有巧合的共振这一假设，这种巧合可以说明足够的铍的产生，但不能说明足够的碳的产生，在铍的不稳定的同位素和碳的共振之间还必须有另一种巧合。乍看起来，自然界中出现这种双共振的机会非常小，然而，天体物理学家 F·霍伊尔 （Fred Hoyle）指出，情况正是如此。为了说明观察到的碳的数量，结论只能是这样，即我们必须承认双共振，此外没有任何其他的解释。
在加利福尼亚工学院核物理实验室中所进行的实验证明霍伊尔是正确的，自然界确实显示出了在三种不同的原子核之间具有两种不同的共振这 种最不可能的一致。正是由于这种巧合，重子物质才得以越过氢、氦和铍的阶段而进化，比惰性气体中随机碰撞的原子更复杂的物质—能量结构才得以在宇宙中存在。
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