所谓的思想实验就是无法实际执行的实验（不管是基于什么理由），只能在脑海中，借由逻辑推理推演出来。千百年来，伦理学和哲学方面的思想实验不胜枚举，一直到人们开始在科学领域运用这类实验，才被统称为“思想实验”。这个词是从德语直译过来的，不过，卢玛斯总是称为“心智实验”。
以太勉强称得上是思想实验的产物。这个思想实验假设：如果光是波的话，那么光必定是什么东西的波。没有水就不可能有水波，那么光的“流体”在哪里？于是人们就发明以太来作为答案。不料，“迈克尔逊—莫雷实验”却证明以太并不存在，以太再一次被抛弃了。
爱伦·坡也利用思想实验解决了“奥伯斯悖论” [这个悖论是1823年德国天文学家奥伯斯提出的，于1826年修订。他认为按照静止、均匀、无限的宇宙模型，天空中散布着无数个均匀分布的发光恒星，尽管距离越远单个恒星的亮度越小，但考虑到所有星光在宇宙中任一点的光照总和，以及近距恒星对后面星光的遮掩效应，整个天空就应该和太阳一样明亮才对，而实际上夜空却是黑暗的。理论与实际观察结果产生矛盾。简单来说，黑夜应该是白夜才对（但黑暗的夜晚印证了宇宙是非稳恒态的，这是大爆炸理论的证据之一）。
令人惊讶的是，第一个对奥伯斯悖论做出最合理解释的并不是天文学家，而是美国小说家、诗人爱伦·坡。爱伦·坡认为，遥远恒星的光之所以没有照亮星空，是因为他们还没有到达地球：我们无法看到比宇宙更远的地方（出自爱伦·坡1848年所写的散文诗《我得之矣》）。用现在的话来讲，我们无法看到一百五十亿光年以外的东西，所以黑暗的夜空是宇宙诞生的证据。1901年，物理学家开尔文对这一解释进行了量化。开尔文的计算表明，若要夜空变得明亮，我们至少要能看到数百万亿光年远的范围。由于宇宙的年龄现在远小于一万亿年，所以夜空是黑的。从爱伦·坡开始，天文学家对黑暗的夜空就有了正确的解释：宇宙还太年轻]。有些人认为，爱伦·坡多多少少也算发明了“宇宙大爆炸”理论，比其他人还早了一百年。他在散文诗《我得之矣》[原诗如下：星星是连续不尽的，然后背景的天空将呈现一致的光亮，就像银河所显示的——因为不会有绝对的点，在那所有的背景中，星星将不复存在。因此，在那些，在这样的事态下，惟一的模式，我们可以体会到，我们的望远镜，在无数的方向上，发现空隙，将假设无形的背景，因为距离的遥远，光芒从未能到达我们]里，提出了各式各样的科学与宇宙论臆想。不过，爱伦·坡并不是实验科学家，因此他的理论就以思想实验或“对某个想法的臆想”来呈现。他对奥伯斯悖论的解答是史上最出色的思想实验之一。
1823年，德国天文学家威廉·奥伯斯想知道，为什么我们在夜空中看到的星星是这个样子。当时，大多数人都相信宇宙是无垠的、永恒的，因此如果天空是无垠的，那么天空中应该会有无限多颗星星才对。此外，如果天空中有无限多颗星星，那么夜空就应该是白夜而不是黑夜。
奥伯斯认为黑夜是尘埃云造成的，他写道：“真是太幸运了，地球接收不到天穹四面八方来的星光！”这个悖论被爱伦·坡解决了，他想出一个更简单、更合理的解答，认为“我们的望远镜，在无数的方向上发现空隙”，这不过是因为有些星星的距离太过遥远，所以其光芒尚未能到达。
