Olbers Paradoxon

Warum ist der Nachthimmel dunkel?
Ist unser Universum unendlich?

Diese Fragen, die über viele Generationen hinweg Astronomen und Philosophen gleichsam faszinierten und verwirrten, sind untrennbar miteinander verknüpft. Schon der Astronom Johannes Kepler zerbrach sich vor etwa 400 Jahren hierüber den Kopf, wie auch der Arzt und Astronom Heinrich Wilhelm Olbers im 19. Jahrhundert.
Zu seiner Zeit, sogar bis ins 20. Jahrhundert hinein glaubte man noch an ein unendliches und ewig existierendes Universum ohne Anfang.
Ist das Universum aber unendlich groß und alt mit allen Sternen in ihm gleichmäßig verteilt, dann müsste sich von der Erde aus gesehen an jedem noch so kleinen Punkt des Himmels ein Stern befinden. Entlang unserer Sichtlinie in den Himmel stünde sogar an jedem Punkt eine unendlich große Anzahl von Sternen hintereinander.
In einem unendlich alten Universum hätte das Licht selbst von weit entfernten Sternen unendlich lange Zeit gehabt, um zu uns zu gelangen.
(Man beachte, dass die Geschwindigkeit des Lichts eine absolute Größe darstellt – etwa 300.000 km/s – und daher auch als Naturkonstante betrachtet wird.)
Folge wäre ein vollständig mit Sternenlicht ausgefüllter, unendlich heller Nachthimmel.
Zwar nimmt die scheinbare Helligkeit von Sternen mit ihrer Entfernung ab, die hohe Konzentration von Sternen an jedem Ort des Himmels würde die Helligkeitsabnahme jedoch wieder ausgleichen.

Warum ist dann aber der Nachthimmel nicht „weiß”, sondern „schwarz”?
Dass der Nachthimmel unter den angenommenen Voraussetzungen eben nicht dunkel ist, wird Olbers Paradoxon genannt und wurde von Heinrich Wilhelm Olbers in den 20er Jahren des 19. Jahrhunderts formuliert.

Es gab viele Erklärungsansätze für dieses vermeintlich so verzwickte Problem.
Olbers bot, nachdem er das Paradoxon formuliert hatte, selber eine Lösung an. Er glaubte, dass Wolken aus Staub in den Weiten des Universums das Licht der Sterne auf ihrem Weg zu uns absorbierten. Doch dies konnte keine plausible Erklärung sein. In einem unendlich alten und großen Universum würden die Staubwolken über einen unendlich langen Zeitraum Licht von unendlich vielen Sternen absorbieren, wodurch sie sich unweigerlich aufheizen würden und selber anfangen würden zu glühen. Der Nachthimmel würde wiederum so hell erscheinen wie die Oberfläche eines Sterns.

Zur wirklichen Lösung des Problems musste man bis ins 20. Jahrhundert warten, in dem die Idee sich manifestierte, an einen Beginn der Welt im Urknall zu glauben und damit an ein nur endlich lange existierendes Universum.
Wenn das Universum nur endlich alt ist, dann existiert eine Grenze, ab der uns Sternenlicht erreichen kann. Das Licht der entferntesten Sterne, das in Frühzeiten des Universums ausgesandt wurde, hat uns bis heute noch nicht erreicht.
Wird für das Universum ein bestimmtes Alter angenommen und die endliche Lichtgeschwindigkeit, resultiert ein Nachthimmel mit auch nur einer begrenzten endlichen Menge an Sternenlicht, so wie wir es beobachten.

Der Nachthimmel ist dunkel, weil wir annehmen, dass das Universum eben nicht unendlich groß und alt ist.