Το παράδοξο του Olbers, γνωστό και ως το παράδοξο του σκοτεινού νυχτερινού ουρανού, είναι το όνομα που δόθηκε στο πρόβλημα της εξήγησης γιατί ο ουρανός είναι σκοτεινός τη νύχτα. Το παζλ τέθηκε για πρώτη φορά σε μια εποχή που υποτίθεται ότι το σύμπαν ήταν στατικό, άπειρο σε έκταση και απείρως παλιό. Με βάση αυτές τις υποθέσεις, φαίνεται ότι ο ουρανός θα έπρεπε να είναι φωτεινός, καθώς θα υπήρχε ένας άπειρος αριθμός αστέρων που θα κάλυπτε κάθε σημείο του ουρανού. Το παράδοξο πήρε το όνομά του από τον Heinrich Olbers, ο οποίος, το 1826, δήλωσε ότι κάθε οπτική γωνία θα τελείωνε σε ένα αστέρι, κάνοντας τον ουρανό φωτεινό. Το πρόβλημα, ωστόσο, είχε εμφανιστεί αρκετές φορές στο παρελθόν στην ιστορία της αστρονομίας, που χρονολογείται από τον 16ο αιώνα.
Η παλαιότερη γνωστή αναφορά στο παράδοξο προέρχεται από τον αστρονόμο Thomas Digges το 1576, ο οποίος αντιμετώπισε το πρόβλημα στην περιγραφή ενός άπειρου σύμπαντος με τυχαία κατανομή αστεριών. Το 1610, ο Johannes Kepler ανέφερε αυτό που επρόκειτο να γίνει γνωστό ως το παράδοξο του Olbers για να δείξει ότι το σύμπαν πρέπει να είναι πεπερασμένο. Ωστόσο, φαινόταν να υπάρχει ένα πρόβλημα με ένα πεπερασμένο σύμπαν, το οποίο ήταν ότι θα κατέρρεε από μόνο του λόγω της βαρυτικής έλξης των αστεριών και των πλανητών μέσα σε αυτό. Οι περισσότεροι αστρονόμοι λοιπόν υπέθεσαν ότι το σύμπαν ήταν άπειρο και έτσι το παράδοξο παρέμεινε.
Οι αρχικές προτάσεις ότι τα περισσότερα αστέρια ήταν πολύ μακριά για να φαίνονται απορρίφθηκαν γρήγορα. Εάν το σύμπαν ήταν απείρως παλιό, το φως από τα αστέρια θα είχε άπειρο χρόνο για να φτάσει σε εμάς, έτσι ακόμα και τα πιο μακρινά αστέρια θα συνέβαλαν σε έναν φωτεινό ουρανό. Μπορεί να αποδειχθεί μαθηματικά ότι για ένα άπειρο σύμπαν με ομοιόμορφα κατανεμημένα αστέρια, ολόκληρος ο ουρανός πρέπει να είναι τόσο φωτεινός όσο ένα μέσο αστέρι. Η φωτεινότητα των αστεριών μειώνεται με την απόσταση, αλλά ο αριθμός των αστεριών αυξάνεται με την απόσταση, χωρίς όρια σε ένα άπειρο σύμπαν. Τα εφέ ακυρώνονται, αφήνοντας έναν φωτεινό ουρανό.
Έγιναν διάφορες περαιτέρω προσπάθειες για να λυθεί το παζλ τα επόμενα εκατοντάδες χρόνια. Μια πρώιμη προσπάθεια εξήγησης ήταν ότι το μεγαλύτερο μέρος του αστρικού φωτός επισκιάστηκε από τη σκόνη. Ενώ είναι αλήθεια ότι τα σύννεφα σκόνης στον γαλαξία μας εμποδίζουν την προβολή μεγάλων περιοχών του, αν υπήρχε άπειρος αριθμός άστρων, τελικά όλη η σκόνη θα θερμαινόταν και θα έλαμπε, ακριβώς όπως τα αστέρια.
Μια άλλη πρόταση ήταν ότι τα αστέρια δεν κατανεμήθηκαν τυχαία, αλλά ήταν διατεταγμένα σε ομάδες με μεγάλα κενά ενδιάμεσα. Τώρα ξέρουμε ότι αυτό είναι στην πραγματικότητα: τα αστέρια ομαδοποιούνται σε γαλαξίες, οι οποίοι ομαδοποιούνται σε σμήνη και υπερσμήνη. Στη μεγαλύτερη κλίμακα, ωστόσο, το σύμπαν είναι ομοιογενές και το παράδοξο του Olbers, όπως περιγράφεται από τον ίδιο τον Olbers, δηλώνει ότι κάθε οπτική επαφή πρέπει να τελειώνει σε ένα αστέρι. Διατυπωμένο με αυτόν τον τρόπο, είναι σαφές ότι μια μη τυχαία ομάδα αστεριών θα μπορούσε να εξηγήσει τον σκοτεινό ουρανό μόνο εάν τα αστέρια τύχαινε να παραταχθούν το ένα πίσω από το άλλο, εμποδίζοντας το ένα το φως του άλλου – ένα σενάριο που κανείς δεν θα μπορούσε να πάρει στα σοβαρά.
Μόνο όταν ανακάλυψε ο Έντουιν Χαμπλ, το 1929, το σύμπαν διαστέλλεται, παρουσιάστηκε μια λύση στο παράδοξο του Όλμπερς. Είναι πλέον γνωστό ότι το παρατηρήσιμο σύμπαν διαστέλλεται με ρυθμό που αυξάνεται με την απόσταση και κοιτάζοντας προς τα πίσω στο χρόνο, φτάνουμε σε ένα σημείο μικροσκοπικού όγκου και τεράστιας πυκνότητας. Αυτό δίνει δύο λόγους για τους οποίους ο ουρανός είναι σκοτεινός. Ο πρώτος, και πιο σημαντικός, λόγος είναι ότι το σύμπαν έχει μια πεπερασμένη ηλικία, επομένως δεν θα υπήρχε χρόνος για το φως από τα αστέρια πέρα από μια ορισμένη απόσταση να φτάσει σε εμάς. Ένας δεύτερος λόγος είναι ότι η διαστολή του σύμπαντος έχει ως αποτέλεσμα μια μετατόπιση Doppler στο φως από τα αστέρια που αυξάνεται με την απόσταση. πέρα από μια ορισμένη απόσταση, όλο το φως θα μετατοπιζόταν πέρα από το ορατό φάσμα, καθιστώντας τυχόν αστέρια αόρατα.