我們處所的銀河系估測恆星的數量就有1000-4000億個，而在可觀測宇宙範圍內，像銀河系這樣的星系起碼有數萬億個之多，那麼理論上在半徑為465億光年可觀測宇宙內，恆星的數量可以達到10^23這樣的級別。有的朋友不禁產生了疑惑，像太陽這樣一個恆星，就可以將地球面向它的一側完全照亮，那麼為何宇宙中這麼多恆星，當夜晚的時候，沒有將地球照亮或者天空為何是黑的呢？相信大家的第一直覺反應就是，其它的恆星距離地球太遠，光線在傳輸過程中衰減得非常厲害。其實原因並非如此簡單，如果按照宇宙中的物質是各向同性均勻分布、處於靜態的觀點，整個宇宙應該是完全明亮的，相信這個結果大家都非常震驚吧。
其實，早在19世紀20年代，就有科學家提出了這個問題，這個科學家就是德國科學家－奧伯斯，他假設我們處所的宇宙空間，是完全靜止、均勻和無限的，如果令恆星的平均光度為Ln，恆星在宇宙中的空間數密度為n，那麼在地球上，我們接收到的恆星發出光線的總照度可以用如下公式計算：
那麼，當宇宙空間尺度無限大，即式中的r為無窮大時，我們可以發現地球所接收到的恆星總照度也趨向於無窮，顯然這是不可能的，這個推導的過程就是科學界常說的奧伯斯佯謬。它所表達的觀點，簡單說就是在一個靜止、均勻、無限的宇宙模型下，會出現黑夜與白天一樣亮的推導結論，這與我們實際上觀察到夜空卻是黑的相矛盾。
在奧伯斯提出這個觀點之前，其實牛頓也根據當時科學界普遍認為的宇宙基本特性：均勻、靜止的，以此為前提，假設宇宙的整體密度為ρ（不隨著時間和空間的變化而變化），將可觀測宇宙視為一個半徑為R、質量為M的球體，那麼相對於球心處，球體邊緣的引力勢能為：
那麼，當R趨向於無窮大時，則邊緣處的引力勢能也趨向於無窮，這與牛頓萬有引力大小與星體之間距離的平方成反比的結論相矛盾。在這種情況下，牛頓提出宇宙空間雖然是無窮大，但星體所受到的引力處於處處是平衡的結論，以此來消除這個與事實不符的佯謬。
但是，通過上面兩位科學家提出相應佯謬的推導過程，我們不難看出，它們都將引力和光的傳播速度視為無窮大，即瞬時傳播。然而，無論是引力還是電磁波，其都有傳播的速度上限－光速，如果考慮無限遠星體的引力、無限遠恆星發出的光限，那麼在地球上所接收到所需要的時間也將是無限長，所以如果對於無限的空間來說，這兩個推導過程是不嚴密的。
與此同時，我們還需要考慮宇宙空間的膨脹效應。美國著名天文學家哈勃在長期觀測的基礎上，發現了來自遙遠星系發出光線的光譜，有向紅端移動的趨勢，而且距離越遠，紅移現象越明顯，因此提出了哈勃定律，即星系相對於地球的退行速度，與星系和地球的距離成正比，這個比值即為哈勃常數。2013年，科學家通過普朗克衛星，測算出哈勃常數值為每百萬秒差距（326萬光年）的區域，星系相對於地球的退行速度約為68公裡每秒。
宇宙膨脹的結果目前已經被科學家們通過大量的實驗和觀測所證實，這種膨脹並非是物質的膨脹，而是空間的膨脹。在空間膨脹的影響下，來自遙遠星系發出的光線，則會在空間的不斷拉大下，從目標源達到地球所經歷的路程也相應地延長。這也就造成了在宇宙大爆炸時，即空間膨脹的起點期－138億年前，所發生的第一縷光線，經歷了465億年才到達地球，這個465億光年就是我們所能觀測到的可觀測宇宙，在這個範圍之外，由於空間退行速度大於光速，我們永遠也接收不到它們發出的任何信息。
因此，造成奧伯斯佯謬的主要原因，則來源於宇宙空間的膨脹，以及由此帶來的電磁波傳播速度的延長。而在空間膨脹效應的直接影響下，我們能夠觀測到的宇宙空間範圍又是有限的，從而恆星的數量也是有限的，對於宇宙空間中的低物質密度來說（每立方米僅有數個質子的水平），按照黑體吸收能量的規律，星際物質也不可能吸收無窮多的能量，再加上電磁波在近乎真空中的傳播勢必會受到一定程度的阻擋，過程中會發生能量的吸收、反射等現象，相當於所有恆星體發出的光線，是通過了一個具有衰減作用的介質最後才到達地球的。
因此距離越遠的恆星發出的光線，受到空間膨脹效應的影響也就越大，能量損耗也就越多，最終到達地球的光線能量佔比也就越低，我們看到的恆星也就非常有限了，所以當太陽消失以後，我們看到的夜空除了點點星光之外，幾乎全是黑色的。