Cuando observamos el cielo nocturno se nos presenta una paradoja: dado el inabarcable tamaño del universo y la inconcebible cantidad de estrellas que lo forman, ¿cómo puede ser que el cielo nocturno sea oscuro, en vez de brillante como una estrella? En un universo infinitamente grande poblado homogéneamente por infinitas estrellas, cualquier punto del cielo nocturno debería estar ocupado por una estrella, esté esta relativamente cerca, o al otro lado del cosmos. Y sin embargo lo que observamos es un cielo nocturno donde podemos observar varios miles de astros a simple vista y varios miles de millones con nuestros instrumentos más sensibles, pero sin lugar a duda no infinitos de ellos y no suficientes como para llenar la absoluta totalidad del firmamento con su luz.
Esto es lo que se conoce como la paradoja de Olbers, nombrada en honor al astrónomo alemán amateur Heinrich Wilhelm Olbers, que la describió en 1823. Aunque él no la describió así, ni fue el primero en hacerlo, nos plantearemos la paradoja en los siguientes términos. Imagina que dividimos todo el universo en esferas concéntricas con su origen en la Tierra y de, por ejemplo, un año luz de grosor. Una esfera cualquiera, situada a por ejemplo diez mil años luz de distancia contendrá cierta cantidad de estrellas. Si ahora tenemos en cuenta una esfera el doble de grande, situada a veinte mil años luz de la Tierra veremos que contendrá, si la distribución de estrellas en el universo es homogénea, unas cuatro veces más estrellas que la primera esfera.
Esta distribución homogénea querrá decir que, a grandes rasgos, todo el universo estará igual de lleno de estrellas. Las estrellas de menos de un sitio se compensarán con las de más de otro diferente, pero en general habrá igual cantidad de estrellas en cualquier trozo del universo que elijamos. Pues bien, esas 4 veces más estrellas de la segunda capa, por estar más lejos, brillarán unas 4 veces menos vistas desde la Tierra que las de la primera capa. En consecuencia, la luz que recibiremos de ellas será aproximadamente la misma que la que recibíamos de la primera capa. Esto significa que cada una de estas capas de un año luz de grosor aportará la misma cantidad de luz y habiendo infinitas de ellas, deberíamos recibir una cantidad infinita de luz o, como mínimo, suficiente para iluminar el cielo nocturno. Dado que el cielo nocturno no tiene ese aspecto y es oscuro, alguna de las premisas debe ser incorrecta.
