לפעמים שאלה פשוטה יכולה להוביל לתובנות מדעיות מעמיקות. אחת השאלות הללו היא: מדוע שמי הלילה חשוכים?
במבט ראשון נראה שהתשובה ברורה: יש מספר מצומצם של כוכבים, הם מוסרים ונשארת חושך ביניהם. עם זאת, תשובה זו אינה נכונה או לפחות לא מספקת. הפתרון לתופעה זו נותר מעבר להישג ידם של מדענים במשך זמן רב.
חשכת החלל בלילה אינה נובעת מהאטמוספירה של כדור הארץ, שזוהרת גם במקומות החשוכים ביותר. הסיבה נעוצה בטבעו של היקום. תצפיות מראות שהחלל החיצון נותר לא מואר, למרות נוכחותם של כוכבים וגלקסיות רבות. מקורות אור נוספים, כמו כוכבים רחוקים וגלקסיות, עמומים מכדי להבחין בהם.
מבחינה היסטורית, האמינו שהיקום הוא אינסופי בזמן ובמרחב, ונשאר ללא שינוי. עם זאת, רעיון זה מציב בעיה: אם הכוכבים מפוזרים באופן שווה בחלל אינסופי, אז שמי הלילה צריכים להיות בהירים בגלל הגיאומטריה של חלוקת האור.
הבעיה היא כזו: ככל שהמרחק מכדור הארץ גדל, מספר הכוכבים בקליפה כדורית גדל ביחס לריבוע המרחק. במקביל, בהירות אור הכוכב פוחתת בריבוע המרחק. המשמעות היא שפגזים בכל מרחק צריכות לפלוט את אותה כמות אור. ביקום אינסופי, כל קו ראייה בהכרח יחצה כוכב, מה שהופך את השמיים כולו לבהירים כמו השמש.
היו שהציעו שהאור עלול להיחסם על ידי גז ואבק, אבל עננים כאלה, כשהם מתחממים על ידי הקרינה הנספגת, הופכים בעצמם לבהירים. זה לא פותר את הבעיה.
תופעה זו נקראת הפרדוקס של אולברס לכבודו של האסטרונום היינריך וילהלם אולברס, שכתב על כך בשנת 1823. עם זאת, נושאים דומים נדונו בעבר, למשל על ידי תומס דיגס במאה ה-16. הפתרון נמצא במאה ה-19, כאשר אדגר אלן פו כתב במאמרו "אוריקה: שיר פרוזה" הציע שהיקום הוא סופי ויש לו גיל מוגבל. בשל מהירותו הסופית של האור, הקרינה שלו פשוט לא הספיקה להגיע לכדור הארץ מכל חלקי היקום.
תגליות נוספות אישרו שליקום הייתה התחלה. התפשטות היקום, שהתגלתה במאה ה-20, דחתה את המודל הסטטי. תיאוריית המפץ הגדול הנוכחית מסבירה שגילו של היקום הוא כ-13.8 מיליארד שנים. לא ניתן לראות אור מחפצים מחוץ למגבלת זמן זו. בנוסף, התרחבות החלל מחלישה את אנרגיית האור, מה שמוביל לאפקט הסטה לאדום .
השימוש ההדרגתי בגז ליצירת כוכבים ותוחלת החיים הסופי שלהם מנבאים כי שמי הלילה יהפכו כהים עוד יותר בעתיד כאשר הכוכבים ימצו לחלוטין את הדלק שלהם.
כך נפתר הפרדוקס של אולברס: שמי הלילה מושפעים מהעידן הסופי של היקום, מהתפשטותו ומחוקי הפיזיקה המגבילים את הקרינה הנראית לעין. זוהי דוגמה נוספת לאופן שבו המדע יכול להתגבר על אשליות ולהבהיר את מסתורי הקוסמוס.
