伽莫夫曾是数学家、宇宙学家亚历山大·弗里德曼(AlexanderFriedmann)的学生。1922年，弗里德曼是第一个认识到爱因斯坦的广义相对论必然推导出我们生活在动态宇宙中的人。宇宙必然处于运动之中，而并非像爱因斯坦自己相信的那样保持静态不变。弗里德曼明确指出，宇宙要么向超密度状态收缩，要么向超密度状态膨胀。虽然“大爆炸”一词是在近30年后才被创造出来的，但弗里德曼早就发现了爱因斯坦方程的大爆炸解(1925年，37岁的弗里德曼英年早逝，这也是伽莫夫与苏联无缘的另一个原因)。

1929年，美国天文学家爱德文·鲍威尔·哈勃利用位于南加州威尔逊山上、当时世界最大的望远镜观测，发现正如弗里德曼所预期的那样，宇宙确实在膨胀，构成宇宙的星系像宇宙弹片一样四处飞散。尽管遥远过去的一次爆炸很可能是宇宙膨胀的原因，但没有人认真地考虑过这个问题，因为它似乎离人们的日常生活太遥远了。直到伽莫夫开始思考这件事，情况才开始有了变化。[105]

伽莫夫用倒着放电影的方法想象宇宙的膨胀：当所有的东西都被压缩到非常小的空间里时，就会变热，就像自行车打气筒里的空气被压缩后会变热一样。伽莫夫意识到，大爆炸之前的宇宙就是一个滚烫的火球。难道自然界的元素就是从这个无法想象的火球熔炉里锻造出来的吗？伽莫夫并不是个注重细节的人，事实上，他常常因为混淆方程式、计算错误而被人诟病。因此，计算的工作自然就交给了学生阿尔弗来做。

阿尔弗和伽莫夫都不清楚宇宙起源时确切的物质成分，只知道其成分一定很简单。阿尔弗尝试了许多种可能性，其中一种就是质子和中子的混合物。1932年，英国物理学家詹姆斯·查德威克发现，除了质子，中子也是构成所有原子核的两个基本元素之一(除了氢核只含有1个质子)。不带电荷的中子很容易进入原子核并与之结合，然而，如果太多的中子嵌入原子核，原子核就会变得不稳定。此时，某个中子会变成1个质子，这个过程称为β衰变。

阿尔弗很快意识到，由于大爆炸火球的迅速膨胀和冷却，只有短暂的时间能用来锻造元素，也就是说，从宇宙诞生算起，只有1~10分钟的时间。在那之后，膨胀就可能使原子核彼此分离得过远，原子核的移动速度变得不够快，碰撞次数过少，撞击力降低到无法使核子间彼此粘在一起。另外，自由的中子大约10分钟后就会衰变为质子，因此中子将迅速被耗尽。

阿尔弗进行了大量的计算，以便分析大爆炸火球中剧烈核反应的最初产物。他发现，这个熔炉可以将大约10%的原子核转化成氦，而剩下的90%则转化成了氢。这是个了不起的结果，因为它正是我们今天在宇宙中观察到的。

尽管计算结果毋庸置疑地支持了大爆炸是锻造元素的熔炉，但从中很难看出比氦重的元素是如何形成的。即便有超过10分钟的时间进行核反应，也无济于事。正如我们所知道的，自然界中并不存在5个或8个核子的稳定原子核，但要锻造更重的元素只有两种可能：氦有4个核子(2个质子和2个中子)，再加入1个核子(形成有5个核子的原子核)，或者将2个氦原子核结合在一起(形成一个有8个核子的原子核)。锻造更重原子核的途径被彻底阻断了。[106]