Olbers‘ Paradox, auch bekannt als das Paradoxon des dunklen Nachthimmels, ist die Bezeichnung für das Problem der Erklärung, warum der Himmel nachts dunkel ist. Das Rätsel wurde erstmals zu einer Zeit gestellt, als man annahm, das Universum sei statisch, unendlich groß und unendlich alt. Basierend auf diesen Annahmen sollte der Himmel hell sein, da es eine unendliche Anzahl von Sternen geben würde, die jeden Punkt des Himmels bedecken würden. Das Paradox ist nach Heinrich Olbers benannt, der 1826 feststellte, dass jede Sichtlinie auf einen Stern enden würde, der den Himmel heller machen würde. Das Problem war jedoch schon mehrmals in der Geschichte der Astronomie bis ins 16. Jahrhundert zurückgekehrt.
Der früheste bekannte Hinweis auf das Paradox stammt von dem Astronomen Thomas Digges aus dem Jahr 1576, der bei seiner Beschreibung eines unendlichen Universums mit einer zufälligen Verteilung von Sternen auf das Problem stieß. 1610 zitierte Johannes Kepler das, was als Olbers’sches Paradox bekannt wurde, um zu zeigen, dass das Universum endlich sein muss. Es schien jedoch ein Problem mit einem endlichen Universum zu geben, das darin bestand, dass es aufgrund der Anziehungskraft der Sterne und Planeten in sich selbst zusammenbrach. Die meisten Astronomen gingen daher davon aus, dass das Universum unendlich ist und so blieb das Paradoxon bestehen.
Anfängliche Vorschläge, dass die meisten Sterne zu weit weg waren, um gesehen zu werden, wurden schnell zurückgewiesen. Wenn das Universum unendlich alt wäre, hätte das Licht von Sternen unendlich viel Zeit, um uns zu erreichen, sodass selbst die am weitesten entfernten Sterne zu einem hellen Himmel beitragen würden. Mathematisch lässt sich zeigen, dass für ein unendliches Universum mit gleichmäßig verteilten Sternen der gesamte Himmel so hell sein muss wie ein durchschnittlicher Stern. Die Helligkeit der Sterne nimmt mit der Entfernung ab, aber die Anzahl der Sterne nimmt mit der Entfernung zu, ohne Begrenzung in einem unendlichen Universum. Die Effekte heben sich auf und hinterlassen einen hellen Himmel.
In den nächsten hundert Jahren wurden verschiedene weitere Versuche unternommen, das Rätsel zu lösen. Ein früher Erklärungsversuch war, dass das meiste Sternenlicht von Staub verdeckt wurde. Es stimmt zwar, dass Staubwolken in unserer Galaxie große Bereiche davon versperren, aber wenn es unendlich viele Sterne gäbe, würde sich der gesamte Staub schließlich aufheizen und glühen, genau wie die Sterne.
Ein anderer Vorschlag war, dass die Sterne nicht zufällig verteilt waren, sondern in Gruppen mit großen Hohlräumen dazwischen angeordnet waren. Wir wissen jetzt, dass dies tatsächlich der Fall ist: Sterne werden in Galaxien gruppiert, die sich in Haufen und Superhaufen gruppieren. Im größten Maßstab jedoch ist das Universum homogen und das von Olbers selbst beschriebene Paradox von Olbers besagt, dass jede Sichtlinie auf einen Stern enden muss. So formuliert ist klar, dass eine nicht zufällige Gruppierung von Sternen nur dann den dunklen Himmel erklären könnte, wenn die Sterne zufällig hintereinander aufgereiht sind und sich gegenseitig das Licht blockieren – ein Szenario, das niemand ernst nehmen konnte.
Erst als Edwin Hubble 1929 entdeckte, dass sich das Universum ausdehnt, bot sich eine Lösung für Olbers‘ Paradox. Heute weiß man, dass sich das beobachtbare Universum mit zunehmender Entfernung ausdehnt, und wenn wir in der Zeit zurückblicken, kommen wir an einem Punkt mit winzigem Volumen und enormer Dichte an. Dies gibt zwei Gründe, warum der Himmel dunkel ist. Der erste und wichtigste Grund ist, dass das Universum ein endliches Alter hat, sodass das Licht von Sternen jenseits einer bestimmten Entfernung keine Zeit gehabt hätte, uns zu erreichen. Ein zweiter Grund ist, dass die Expansion des Universums zu einer Dopplerverschiebung im Licht von Sternen führt, die mit der Entfernung zunimmt; ab einer bestimmten Entfernung würde das gesamte Licht über das sichtbare Spektrum hinaus verschoben werden, wodurch alle Sterne unsichtbar würden.