Por que o céu noturno é escuro?

O que Karen B. Kwitter, professora de Astronomia no Williams College, em Williamstown, Massachusetts, tem a dizer:
Nós vemos as estrelas no firmamento, então porque a sua luz combinada não faz o nosso céu noturno e o espaço circundante, pela mesma razão, se apresentarem brilhantes? O físico alemão Heinrich Wilhelm Olbers colocou o mesmo quebra-cabeça dessa maneira, em 1823: se o universo é de tamanho infinito, e as estrelas (ou galáxias) estão distribuídas ao longo deste universo infinito, então estamos certos de ver uma estrela em qualquer direção que observemos. Como resultado, o céu noturno deveria ser claro. Por que não é?
Na verdade, a resposta é muito mais profunda do que parece. Houve muitas tentativas de explicar este quebra-cabeça, apelidado ao longo dos anos de Paradoxo de Olbers. Uma versão implicava a existência de poeira entre as estrelas e, talvez, entre as galáxias. A ideia era que o pó bloquearia a luz de objetos distantes, resultando disso o céu escuro. Na realidade, no entanto, caso a luz incidisse no pó, ela acabaria por aquecê-lo de modo que este brilhasse tão fortemente quanto às suas fontes originais.
Outra resposta proposta para o paradoxo sustentava que o tremendo deslocamento das galáxias distantes - com o alongamento do comprimento de onda da luz que elas emitem devido à expansão do universo - deslocaria a luz do alcance visível para o infravermelho invisível. Mas se essa explicação fosse verdadeira, uma luz ultravioleta de comprimento de onda mais curta também seria deslocada para o alcance visível - o que não acontece.
A melhor resolução para Paradoxo de Olbers no momento tem duas partes. Em primeiro lugar, mesmo que o nosso universo seja infinitamente grande, não é infinitamente antigo. Este ponto é crítico porque a luz viaja na velocidade finita (embora muito rápida!) de cerca de 300.000 quilômetros por segundo. Podemos ver algo apenas depois que houve tempo para a luz emitida nos alcançar. Em nossa experiência diária, o atraso no tempo é minúsculo: mesmo sentado na varanda de uma sala de concertos, você verá o maestro levantar a batuta a menos de um milionésimo de segundo depois que ele realmente o fez.
Quando as distâncias aumentam, o mesmo acontece com o tempo atrasado. Por exemplo, os astronautas na Lua experimentam um atraso de 1,5 segundo em suas comunicações com o controle da missão, devido ao tempo que demora nos sinais de rádio (que são uma forma de luz) para viajar de ida e volta entre a Terra e a Lua. A maioria dos astrônomos concorda que o universo tem entre 10 e 15 bilhões de anos. E isso significa que a distância máxima a partir da qual podemos receber luz está entre 10 a 15 bilhões de anos-luz de distância. Então, mesmo que haja galáxias mais distantes, a luz deles ainda não terá tido tempo para nos alcançar.
A segunda parte da resposta reside no fato de que estrelas e galáxias não duram para sempre. Eventualmente, elas extinguem. Veremos esse efeito mais cedo nas galáxias próximas, graças ao menor tempo para a viagem da luz. A soma desses efeitos é que em nenhum momento estão cumpridas todas as condições para a criação de um céu brilhante. Nunca podemos ver a luz de estrelas ou galáxias de todas as distâncias ao mesmo tempo; ou porque a luz dos objetos mais distantes ainda não nos alcançou ou, então, porque tanto tempo teria passado que os objetos mais próximos estariam consumidos e escuros.

Why is the night sky dark?, Scientific American

A poluição luminosa, blog EM