在高中地理课本中，关于地球的昼夜交替是这么解释的：地球时一个不发光也不透明的球体，处在不停地自转中，同一个时间内，太阳只照亮地球的一半，所以向着太阳的那一面是白天即昼半球，而背着太阳的那一面是黑夜即夜半球。
关于昼夜交替的内容很好理解，但是夜晚的天空为什么是黑色的，才是天文学家们关注的重点。虽然“黑夜为什么是黑的”乍一看好像没有什么意义，但是在18、19世纪，这个问题就让研究者们伤透了脑筋。
这主要是三个错误的研究前提导致的：首先，那时候的人们认为宇宙空间是一直以来就存在着的；其次，宇宙是无限大的；最后，宇宙中有无数颗星星，均匀的分布在宇宙空间中。按照这三个前置条件，人们无论朝哪个方向看，都会看到至少一颗闪亮的星星，距离越远，星光变得越黯淡，但是相应地，星星的数量也应该在增加，所以，夜空怎么都不该是漆黑一片，而是到处闪烁着明亮的星光。
今天我们知道，宇宙并非一直存在，而是在137亿年前诞生的，宇宙也并不是一个无穷大的空间，而是有限的，只是它达到了我们难以想象的程度。星星的数量也是有限的，整个宇宙中约有700万亿亿个星球，也就是7后面加上了22个零，虽然多但并非无穷。
此外，这个巨大且有着边界的宇宙正以一种惊人的速度向外膨胀，据我们最远的河外星系几乎是以一种接近光速的速度远离我们。由此可见，我们能看到的星光正在变得越来越黯淡。有些星星甚至来不及把光线照射到地球上就消失了。
假设有一个10亿年前诞生的星星，距离我们有20亿光年，那么它在诞生时放射出来的光线到今天为止，离我们还有大概一半的路程。
夜空之所以是黑色的，与宇宙的起源有关。宇宙不是一直存咋着的，它从时间和空间上都是有限的，宇宙中星星的数量尽管是一个非常巨大的数字，但是也是有限的。天文学家发现，宇宙中正在衰退的老年星星越来越多，诞生的新星越来越少。60亿年前，宇宙中诞生的新星数量是今天所诞生的新星数量的30倍。这就意味着，宇宙灰越来越黯淡。据推测，大概在100亿年后，宇宙就会完全变成一片黑暗。
回到地球上为什么会有黑夜这个问题上，并不是有黑夜，而是我们认为它是黑色的。我们的视觉并没有那么敏感，所以会认为点缀着星星的夜晚是黑色的。但是比人眼更为敏感的眼睛，比如猫头鹰的眼睛就能看到比我们更多的星星。我们用望远镜观察时，也能够看到比肉眼看到的更多的星星，但是两颗星星之间还是漆黑一片，如果我们换一个倍数更高的望远镜，就会在黑色的地带看到更多的星星，当然，倍数越高，看到的星星也就越多。
所以，地球上的黑夜是看起来像黑夜，因为绝对的黑暗并不存在，即使在宇宙中最不起眼的角落，也仍有星星在闪烁。