Paradoks Olbers, juga dikenal sebagai paradoks langit malam yang gelap, adalah nama yang diberikan untuk masalah menjelaskan mengapa langit gelap di malam hari. Teka-teki itu pertama kali diajukan pada saat diasumsikan bahwa alam semesta itu statis, luasnya tak terbatas, dan tua tak terhingga. Berdasarkan asumsi ini, tampaknya langit seharusnya cerah, karena jumlah bintang yang tak terbatas akan menutupi setiap titik di langit. Paradoks ini dinamai Heinrich Olbers, yang, pada tahun 1826, menyatakan bahwa setiap garis pandang akan berakhir di sebuah bintang, membuat langit cerah. Masalahnya, bagaimanapun, telah muncul beberapa kali sebelumnya dalam sejarah astronomi, kembali ke abad ke-16.
Referensi paling awal yang diketahui tentang paradoks berasal dari astronom Thomas Digges pada tahun 1576, yang menemukan masalah dalam deskripsinya tentang alam semesta tak terbatas dengan distribusi bintang secara acak. Pada tahun 1610, Johannes Kepler mengutip apa yang kemudian dikenal sebagai paradoks Olbers untuk menunjukkan bahwa alam semesta pasti terbatas. Tampaknya ada masalah dengan alam semesta yang terbatas, yaitu bahwa ia akan runtuh dengan sendirinya karena gaya tarik gravitasi dari bintang-bintang dan planet-planet di dalamnya. Oleh karena itu, sebagian besar astronom berasumsi bahwa alam semesta tidak terbatas sehingga paradoks tetap ada.
Saran awal bahwa sebagian besar bintang terlalu jauh untuk dilihat dengan cepat ditolak. Jika alam semesta berusia tak terhingga, cahaya dari bintang akan memiliki waktu tak terbatas untuk mencapai kita, jadi bahkan bintang terjauh pun akan berkontribusi pada langit yang cerah. Dapat ditunjukkan secara matematis bahwa untuk alam semesta tak terbatas dengan bintang yang tersebar merata, seluruh langit harus seterang bintang rata-rata. Kecerahan bintang berkurang dengan jarak, tetapi jumlah bintang meningkat dengan jarak, tanpa batas di alam semesta yang tak terbatas. Efeknya hilang, meninggalkan langit yang cerah.
Berbagai upaya lebih lanjut dilakukan untuk memecahkan teka-teki selama beberapa ratus tahun ke depan. Salah satu upaya awal untuk penjelasan adalah bahwa sebagian besar cahaya bintang dikaburkan oleh debu. Meskipun benar bahwa awan debu di galaksi kita menghalangi area yang luas dari pandangan, jika ada jumlah bintang yang tak terbatas, pada akhirnya semua debu akan memanas dan bersinar, sama seperti bintang.
Saran lain adalah bahwa bintang-bintang tidak didistribusikan secara acak, tetapi diatur dalam kelompok dengan rongga besar di antaranya. Kita sekarang tahu bahwa inilah kenyataannya: bintang-bintang dikelompokkan ke dalam galaksi, yang dikelompokkan dalam cluster dan supercluster. Pada skala terbesar, bagaimanapun, alam semesta adalah homogen dan paradoks Olbers, seperti yang dijelaskan oleh Olbers sendiri, menyatakan bahwa setiap garis pandang harus berakhir di sebuah bintang. Diungkapkan dengan cara ini, jelas bahwa pengelompokan bintang yang tidak acak hanya dapat menjelaskan langit yang gelap jika bintang-bintang itu kebetulan berbaris di belakang satu sama lain, menghalangi cahaya satu sama lain — sebuah skenario yang tidak dapat dianggap serius oleh siapa pun.
Tidak sampai penemuan oleh Edwin Hubble, pada tahun 1929, bahwa alam semesta mengembang bahwa resolusi untuk paradoks Olbers muncul dengan sendirinya. Sekarang diketahui bahwa alam semesta yang dapat diamati berkembang pada tingkat yang meningkat dengan jarak dan, melihat ke belakang dalam waktu, kita sampai pada titik volume kecil dan kepadatan besar. Ini memberikan dua alasan mengapa langit gelap. Alasan pertama, dan terpenting, adalah bahwa alam semesta memiliki usia yang terbatas, jadi tidak akan ada waktu bagi cahaya dari bintang-bintang di luar jarak tertentu untuk mencapai kita. Alasan kedua adalah bahwa perluasan alam semesta menghasilkan pergeseran Doppler dalam cahaya dari bintang-bintang yang meningkat seiring dengan jarak; melampaui jarak tertentu, semua cahaya akan digeser di luar spektrum yang terlihat, membuat setiap bintang tidak terlihat.