Olbers’ Paradox, även känd som den mörka natthimlens paradox, är namnet på problemet med att förklara varför himlen är mörk på natten. Pusslet ställdes först vid en tidpunkt då man antog att universum var statiskt, oändligt i omfattning och oändligt gammalt. Baserat på dessa antaganden verkar det som att himlen borde vara ljus, eftersom det skulle finnas ett oändligt antal stjärnor som skulle täcka varje punkt på himlen. Paradoxen är uppkallad efter Heinrich Olbers, som 1826 sa att varje siktlinje skulle sluta vid en stjärna och göra himlen ljus. Problemet hade dock kommit upp flera gånger tidigare i astronomins historia, som sträckte sig tillbaka till 16-talet.
Den tidigaste kända referensen till paradoxen kommer från astronomen Thomas Digges 1576, som stötte på problemet i sin beskrivning av ett oändligt universum med en slumpmässig fördelning av stjärnor. År 1610 citerade Johannes Kepler vad som skulle bli känt som Olbers paradox för att visa att universum måste vara ändligt. Det verkade dock finnas ett problem med ett ändligt universum, vilket var att det skulle kollapsa i sig självt på grund av gravitationsattraktionen från stjärnorna och planeterna i det. De flesta astronomer antog därför att universum var oändligt och så fanns paradoxen kvar.
De första förslagen att de flesta stjärnorna var för långt borta för att kunna ses avvisades snabbt. Om universum var oändligt gammalt skulle ljus från stjärnor ha oändligt lång tid på sig att nå oss, så även de mest avlägsna stjärnorna skulle bidra till en ljus himmel. Det kan visas matematiskt att för ett oändligt universum med jämnt fördelade stjärnor måste hela himlen vara lika ljus som en medelstjärna. Stjärnornas ljusstyrka minskar med avståndet, men antalet stjärnor ökar med avståndet, utan begränsning i ett oändligt universum. Effekterna tar ut och lämnar en ljus himmel.
Olika ytterligare försök gjordes för att lösa pusslet under de närmaste hundra åren. Ett tidigt försök till en förklaring var att det mesta stjärnljuset var skymt av damm. Även om det är sant att dammmoln i vår galax blockerar stora områden av den från synen, om det fanns ett oändligt antal stjärnor, skulle allt stoft till slut värmas upp och glöda, precis som stjärnorna.
Ett annat förslag var att stjärnorna inte fördelades slumpmässigt, utan var ordnade i grupper med stora tomrum emellan. Vi vet nu att det faktiskt är så: stjärnor är grupperade i galaxer, som är grupperade i hopar och superkluster. På den största skalan är dock universum homogent och Olbers paradox, som Olbers själv beskrev, säger att varje siktlinje måste sluta vid en stjärna. Uttryckt på det här sättet är det tydligt att en icke-slumpmässig gruppering av stjärnor bara kan förklara den mörka himlen om stjärnorna råkade stå uppradade bakom varandra och blockera varandras ljus – ett scenario som ingen kunde ta på allvar.
Det var inte förrän upptäckten av Edwin Hubble, 1929, som universum expanderar som en lösning på Olbers paradox presenterade sig. Det är nu känt att det observerbara universum expanderar i en takt som ökar med avståndet och när vi tittar bakåt i tiden kommer vi till en punkt med liten volym och enorm densitet. Detta ger två anledningar till varför himlen är mörk. Den första, och viktigaste, anledningen är att universum har en begränsad ålder, så det skulle inte ha funnits tid för ljuset från stjärnor bortom ett visst avstånd att nå oss. Ett andra skäl är att universums expansion resulterar i en dopplerförskjutning i ljuset från stjärnor som ökar med avståndet; bortom ett visst avstånd skulle allt ljus förskjutas bortom det synliga spektrumet, vilket skulle göra alla stjärnor osynliga.