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我们处所的银河系估测恒星的数量就有1000-4000亿个 ， 而在可观测宇宙范围内 ， 像银河系这样的星系起码有数万亿个之多 ， 那么理论上在半径为465亿光年可观测宇宙内 ， 恒星的数量可以达到10^23这样的级别 。 有的朋友不禁产生了疑惑 ， 像太阳这样一个恒星 ， 就可以将地球面向它的一侧完全照亮 ， 那么为何宇宙中这么多恒星 ， 当夜晚的时候 ， 没有将地球照亮或者天空为何是黑的呢？相信大家的第一直觉反应就是 ， 其他的恒星距离地球太远 ， 光线在传输过程中衰减得非常厉害 。 其实原因并非如此简单 ， 如果按照宇宙中的物质是各向同性均匀分布、处于静态的观点 ， 整个宇宙应该是完全明亮的 ， 相信这个结果大家都非常震惊吧 。
其实 ， 早在19世纪20年代 ， 就有科学家提出了这个问题 ， 这位科学家就是德国科学家－奥伯斯 ， 他假设我们处所的宇宙空间 ， 是完全静止、均匀和无限的 ， 如果令恒星的平均光度为Ln ， 恒星在宇宙中的空间数密度为n ， 那么在地球上 ， 我们接收到的恒星发出光线的总照度可以用如下公式计算：
那么 ， 当宇宙空间尺度无限大 ， 即式中的r为无穷大时 ， 我们可以发现地球所接收到的恒星总照度也趋向于无穷 ， 显然这是不可能的 ， 这个推导的过程就是科学界常说的奥伯斯佯谬 。 它所表达的观点 ， 简单说就是在一个静止、均匀、无限的宇宙模型下 ， 会出现黑夜与白天一样亮的推导结论 ， 这与我们实际上观察到夜空却是黑的相矛盾 。
在奥伯斯提出这个观点之前 ， 其实牛顿也根据当时科学界普遍认为的宇宙基本特性：均匀、静止的 ， 以此为前提 ， 假设宇宙的整体密度为ρ（不随着时间和空间的变化而变化） ， 将可观测宇宙视为一个半径为R、质量为M的球体 ， 那么相对于球心处 ， 球体边缘的引力势能为：
那么 ， 当R趋向于无穷大时 ， 则边缘处的引力势能也趋向于无穷 ， 这与牛顿万有引力大小与星体之间距离的平方成反比的结论相矛盾 。 在这种情况下 ， 牛顿提出宇宙空间虽然是无穷大 ， 但星体所受到的引力处于处处是平衡的结论 ， 以此来消除这个与事实不符的佯谬 。
但是 ， 通过上面两位科学家提出相应佯谬的推导过程 ， 我们不难看出 ， 它们都将引力和光的传播速度视为无穷大 ， 即瞬时传播 。 然而 ， 无论是引力还是电磁波 ， 其都有传播的速度上限－光速 ， 如果考虑无限远星体的引力、无限远恒星发出的光线 ， 那么在地球上所接收到所需要的时间也将是无限长 ， 所以如果对于无限的空间来说 ， 这两个推导过程是不严密的 。
【宇宙中有那么多恒星，为何太阳落山之后，天空就变黑了？】与此同时 ， 我们还需要考虑宇宙空间的膨胀效应 。 美国著名天文学家哈勃在长期观测的基础上 ， 发现了来自遥远星系发出光线的光谱 ， 有向红端移动的趋势 ， 而且距离越远 ， 红移现象越明显 ， 因此提出了哈勃定律 ， 即星系相对于地球的退行速度 ， 与星系和地球的距离成正比 ， 这个比值即为哈勃常数 。 2013年 ， 科学家通过普朗克卫星 ， 测算出哈勃常数值为每百万秒差距（326万光年）的区域 ， 星系相对于地球的退行速度约为68公里每秒 。
宇宙膨胀的结果目前已经被科学家们通过大量的实验和观测所证实 ， 这种膨胀并非是物质的膨胀 ， 而是空间的膨胀 。 在空间膨胀的影响下 ， 来自遥远星系发出的光线 ， 则会在空间的不断拉大下 ， 从目标源达到地球所经历的路程也相应地延长 。 这也就造成了在宇宙大爆炸时 ， 即空间膨胀的起点期－138亿年前 ， 所发生的第一缕光线 ， 经历了465亿年才到达地球 ， 这个465亿光年就是我们所能观测到的可观测宇宙 ， 在这个范围之外 ， 由于空间退行速度大于光速 ， 我们永远也接收不到它们发出的任何信息 。
因此 ， 造成奥伯斯佯谬的主要原因 ， 则来源于宇宙空间的膨胀 ， 以及由此带来的电磁波传播速度的延长 。 而在空间膨胀效应的直接影响下 ， 我们能够观测到的宇宙空间范围又是有限的 ， 从而恒星的数量也是有限的 ， 对于宇宙空间中的低物质密度来说（每立方米仅有数个质子的水平） ， 按照黑体吸收能量的规律 ， 星际物质也不可能吸收无穷多的能量 ， 再加上电磁波在近乎真空中的传播势必会受到一定程度的阻挡 ， 过程中会发生能量的吸收、反射等现象 ， 相当于所有恒星体发出的光线 ， 是通过了一个具有衰减作用的介质最后才到达地球的 。
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