轻子是一个基本的半整数自旋的粒子，不经历强相互作用，但受制于泡利不相容原理，同一种类的两个轻子不能同时处于完全相同的状态。存在两个主要的轻子类别：带电的轻子也称为电子样轻子和中性轻，更广为人知的是中微子。电子是稳定的，是宇宙中最常见的带电轻子，而μ子和τ子是不稳定粒子，在高能碰撞中产生后会迅速衰变。典型的高能碰撞例如宇宙射线或粒子加速器。带电的轻子可以与其他粒子结合，形成各种复合粒子，如原子以及一个电子与一个正电子组成的电子偶素。电子控制着几乎所有的化学过程，因为它存在于原子中，并且直接与所有的化学性质有关。中微子很少与任何东西相互作用，因此很少观察到。中微子流遍整个宇宙，但很少与普通物质相互作用。轻子时期处于宇宙进化早期，当时轻子主宰着宇宙的质量。轻子时期开始于大爆炸后大约1秒，在大多数的重子/反重子在重子时代结束时互相湮灭之后。在轻子时期，宇宙的温度仍然高到足够以产生轻子/反轻子对，因此轻子/反轻子处于热平衡状态。大爆炸后大约10秒，宇宙的温度已经下降到不再能产生轻子/反轻子对。大多数轻子和反轻子随后在湮灭反应中被消耗，留下少量的轻子残留物。之后宇宙进入光子时期，宇宙的质量被光子所支配。
光子是光和所有其他形式电磁辐射的量子。光子是电磁力的力载体，即便通过虚光子交换处于静态也是如此。这种力的影响在微观和宏观层面很容易观察到，因为光子静质量为零，这允许光子长距离相互作用。与所有基本粒子一样，光子用量子力学解释得最好的，并表现出波粒二象性，即同时具有波和粒子的双重性质。大多数轻子/反轻子在轻子时代结束时被湮灭，随后大爆炸后约10秒进入了光子时期。原子核是在光子时代的最初几分钟的核合成过程中创造的。在光子时代的剩余时间里，宇宙是一团包含着原子核、电子和光子的炙热、致密的等离子体。大爆炸后约38万年，宇宙的温度下降到原子核可以与电子结合产生中性原子。因此，光子不再与物质频繁相互作用，宇宙变得透明。这个时期产生的光子高度红移形成了宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射中可检测到的温度和密度的微小变化，是随后一切结构形成的早期原因。
广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1915年发表的关于引力的微分几何物理学理论，也是现代物理学对引力的描述，也是当前宇宙模型的基础。广义相对论概括了狭义相对论和牛顿万有引力定律，对引力作为空间和时间的几何属性提供了统一的描述。特别是，时空的曲率与存在的任何物质和辐射的能量和动量直接相关。该关系由爱因斯坦方程指定。在广义相对论中，物质和能量的分布决定了时空的几何形状，而时空的几何形状又描述了物质的加速度。
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