Fue en 1823 cuando Heinrich Olbers se planteó esta cuestión: Si el universo es infinito con infinitas estrellas ¿No deberíamos ver el cielo completamente blanco?

En realidad el primero en dejar por escrito este problema fue Johannes Kepler en 1610, que vio un conflicto entre la oscuridad del cielo y la infinidad del universo. Por lo tanto su solución fue que el universo era finito.
Pero Newton, uno de los científicos más importantes de toda la historia, definió el universo como infinito y uniformemente poblado de estrellas (En este punto no se conocían la expansión del universo ni la relatividad)
El astrónomo suizo Jean-Phillippe Loÿs de Chésaux propuso que la luz, al viajar por el espacio, era absorbida progresivamente por cuerpos oscuros (como nubes de gas).
El problema con esto son las leyes de la termodinámica: La radiación absorbida calentaría el gas hasta alcanzar un brillo equivalente al promedio de las temperaturas de las estrellas circundantes, lo cual llevaría a la misma situación de la paradoja.
Halley también se enfrenó a esta paradoja. Su solución fue que las estrellas más lejanas eran tan débiles que ningún telescopio podría observarlas. Por lo tanto, el cielo observable contendría un número finito de estrellas.
Si bien hay estrellas muy lejanas, nunca se hacen «invisibles».

Cielo oscuro vs infinitas estrellas
La explicación tiene dos partes.
Primero: El universo observable es finito.
El universo tuvo un comienzo en el big bang, y por tanto no tiene una edad infinita. Por otro lado ahora conocemos la velocidad a la que se mueve la luz en el espacio, y tampoco es infinita.
Entonces sólo nos llegó la luz proveniente de una región finita del universo, que es la que conocemos como universo observable.
Pero esto introduce un problema: Si el universo empezó en un estado infinitamente denso, hubo una época en que todo el universo estaba tan caliente como la superficie de una estrella y emitía tanta luz como esta. Deberíamos observar esa misma luz llegarnos de las regiones más distantes del universo y el cielo no debería ser oscuro.
Segundo: El universo se expande
Desde ese estado inicial infinitamente denso, el universo se expandió continuamente expandiendo también las longitudes de onda de la luz. Reduciendo su energía hasta sacarla de la parte visible del espectro electromagnético.
Incluso hoy podemos detectar esa energía remanente, la llamamos el fondo cósmico de microondas.
Por tanto el cielo nocturno sí es uniformemente brillante y no está oscuro… si lo miramos en la longitud de onda correcta.