Parece ser que la primera persona en plantearse esta pregunta fue Johannes Kepler, que creía en un univero finito y limitado por la esfera de las estrellas fijas, situada, según él, a una distancia de 60 millones de radios terrestres. Kepler consideraba improbable la idea (sostenida por Giordano Bruno) de que las estrellas fueran soles lejanos. 

La lectura del Sidereus Nuncios, que le envió Galileo en 1610, y las sucesivas observaciones a través del telescopio hicieron que volviera a pensar en el problema de la naturaleza de las estrellas y le impulsaron a reflexionar sobre la idea de un univero infinito con infinitas estrellas.

En Dissertatio cum Nuncio Sidereo, Kepler afirmaba que era difícil sostener el concepto de un universo infinito, porque si así fuera, decía, "la bóveda celeste debería ser tan luminosa como el Sol".

En otras palabras, si es cierto que estamos rodeados por una cantidad infinita de estrellas, hacia cualquier dirección que volvamos la mirada veremos siempre una estrella. ¡Pero entonces deberíamos recibir una cantidad infinita de luz!. 

Puesto que esto no es así, Kepler sacaba la conclusión de que el universo debía de ser finito en el espacio.

La paradoja de Olbers

En 1720, Edmon Halley volvió a ocuparse del problema y sostuvo que la objeción de Kepler a un universo infinito podía superarse suponiendo que la luz de las estrellas distantes fuera demasiado débil para ser vista. Pero esto es un error, pues el hecho de que la luz emitida por una sola estrella sea débil no significa que un número infinito de estrellas no puedan realizar una contribución enorme a la luz recibida.

En 1744, el suizo Jean-Philippe Loys de Cheseaus creyó haber resuelto el problema cuando sugirió que el gas interestelar podía absorber la radiación de las estrellas lejanas. Pero también esta idea era errónea, como indicó Herschel en 1848, pues pasaba por alto el hecho de que el gas interestelar se habría calentado hasta alcanzar la temperatura de una estrella y, por lo tanto, habría irradiado a su vez, dando lugar a una noche esplendorosamente iluminada.

Olvidando a los ilustres predecesores, el problema de la oscuridad de la noche suele recibir el nombre de paradoja de Olbsers, por el nombre del alemán Heinrich Olbsers, que se interesó por el tema en 1826. En pocas plabras, la paradoja es la siguiente: si el universo tiene una extensión infinita y está ocupado de manera uniforme por estrellas fijas con luminosidades constantes (y vida infinita), entonces la bóveda celestenocturnoa debería resplandecer con una luminosidad superficial semejante a la del Sol.

Para resolver la paradoja es necesario abandonar una, o varias, de las premisas. Tenemos buenos motivos para pensar que el universo no finaliza de manera brusca, con una frontera espacial cósmica. Hay también razons válidas para creer que el universo es más o menos uniforme. Por lo tanto, se llega a la conclusión de que:

1. El universo está en expansión
2. O es demasiado joven
3. O ambos efectos están presentes

La edad de las galaxias

En los años 50, la explicación más aceptada de la paradoja de Olbers, se basaba en la expansión del universo, descubierta por Edwin Hubble en 1929.

La ley de Hubble nos dice que la velocidad de recesión de una galaxia es proporcional a su distancia (Olbers hablaba de estrellas, pero actualmente hablamos de galaxias). A causa de este fenómeno, la radiación emitida por una galaxia aparece desplazada al rojo, por el efecto Doppler.

Como la energía de un fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda, la expansión cósmica determina una reducción de esa energía. La consecuancia es la disminución de la intensidad de la luz de las galaxias lejanas y, por lo tanto, la oscuridad del cielo nocturno.

Más recientemente E. Harrison y P. Wesson demostraron la importancia de la edad finita de las galaxias en la resolución de la paradoja. Cuando observamos una galaxia distante, en realidad estamos mirando hacia atrás en el tiempo. En principio, observando galaxias cada vez más lejanas, podremos verlas en el momento en que acababan de formarse, hace alrededor de 15.000 millones de años.

Así pues, podemos imaginar que a nuestro alrededor se extiende una esfera de unos 15.000 millones de años luz de radio, más allá de la cual las galaxias todavía no han nacido. El hecho importante es que esta esfera, por ser finita, contiene un número finito de galaxias, y, por lo tanto, a diferencia de lo asumido por Olbser, no es posible observar más y más lejos para descubrir un número cada vez más elevado de fuentes luminosas. En la porción del universo que podemos observar, la distribución de las galaxias es tan amplia que la mayor parte de las posibles líneas de vista no se encuentran con ninguna; por esta razón, el cielo nocturno es oscuro. Por lo tanto, la paradoja de Olbers queda resuelta. Los fenómenos importantes (desconocidos para el astrónomo alemán son la expansión del universo y la edad finita de las galaxias. Como lo ha demostrado P. Wesson, de los dos efectos el segundo es el más importante.