不管你朝哪个方向看夜空，它看起来都是基本相同的。用天文术语来说，宇宙是均匀性和各向同性的。的确，宇宙中的有些区域聚集了一些星系，而另外一些区域的星系则很少，但平均而言，恒星的分布相当平均。正因为如此，早期人们认为宇宙永远都是各处一致的，即宇宙是稳恒无限大的。但如果是这样的话，引发了一些令人困扰的悖论。
第一个悖论也许是最著名的，被称为奥伯斯佯谬（Olber's Paradox）的关键，它质疑了一个无限永恒的宇宙怎会是黑暗的。乍一看这似乎很明显的。越遥远的恒星就越暗，所以非常遥远的恒星因为太暗而无法看到。
不过，恒星的视亮度遵循一种特定的关系，称为平方反比定律。一颗一定距离的恒星其亮度与距离两倍的四颗类似恒星相一致，或与距离三倍的九颗类似恒星相一致。但如果恒星分布相当均匀，那么距离增加两倍恒星数量就增加四倍，如果距离增加三倍恒星数量就增加九倍。所以虽然恒星随着距离的增加而变暗，但距离越大恒星的数量越多。因此，无限永恒的宇宙，其夜空看起来应该会像白天的太阳一样明亮。
奥伯斯认为夜空应该亮如白天的太阳才是
另一方面，克劳修斯佯谬（Clausius' Paradox）认为天空应该是完全黑暗的，天上一颗恒星也看不到。鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius）基于热力学首先提出了这个悖论。
热力学第二定律指出，热量从热的区域传向冷的区域，直至温度平衡。举个例子，如果你泡了一杯热咖啡放在那里，那就会一直冷却降到室温。它永远不会自发地变热。根据热力学，即便是恒星最终也会变冷。在一个，永恒的宇宙中，恒星应该在很久以前就已变暗，而巨大的宇宙应该是处于温度完全一致的状态。那么，为什么宇宙不是寒冷与黑暗的呢？
放在桌上的热咖啡会一直冷却直至室温
当然，你可能认为恒星至今仍然熠熠生辉是因为引力导致气体和尘埃坍缩，新恒星一直以来不断形成，所以宇宙自然不会完全黑暗。但又这引发了另一个悖论：为什么引力会起作用？
正如光一样，引力也遵循平方反比定律（在中学物理中称之为万有引力定律）。一个一定距离的物体对你施加的引力是距离两倍质量相同物体的四倍。随着距离的增加，引力变得越来越弱，但它从未完全消失。在一个无限的宇宙中，在一个特定距离上，质量也遵循平方定律。每在一个方向上的每个万有引力，在其他方向上总会有足够的质量来平衡。这被称为西利格佯谬（Seeliger's Paradox），这意味着引力不应该能作用于任何东西之上。引力应该会一直相互抵消，所以不应该会形成恒星并且行星也不会绕着恒星运动。然而，事实却并非如此。
在哈勃观测到宇宙正在膨胀之前，爱因斯坦也曾认为宇宙是静态的
解决这些矛盾的方法是很明确的。宇宙并不是永恒的，也不是静态的。我们现在知道目前宇宙只有138亿年的历史，并且不断地在膨胀。由于宇宙的膨胀和有限的年龄，可观测宇宙并不是延伸到无穷，所以奥伯斯和西利格的论证并不适用。因为宇宙的年龄是有限的，所以克劳修斯的论证也是无效的。
对于我们而言，这似乎一个显而易见的解决方案，但这却是一个很好的例子来证明错误的假设很难被克服。在哈勃观测到宇宙正在膨胀之前，似乎很明显宇宙一定是永恒且静止的。相比之下，宇宙起源一个原始火球的理论似乎显得惊世骇俗。但最终，宇宙大爆炸的证据成为压倒性的，无限宇宙的悖论终于得到解决。
下次我们将要讨论的另一大天文悖论是：能否比绝对零度更冷？考虑一颗古老、寒冷的白矮星，其温度接近绝对零度，但问题是它被引力紧密挤压。如果你在白矮星上挖出一块，那这块会膨胀并且进一步冷却下去吗（物体膨胀会向外做功，内能减少，则物体温度就会下降）？英国著名天文学家亚瑟·爱丁顿（英语世界介绍广义相对论的第一人）曾在这个恒星热力学问题中挣扎过。
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