По всей видимости, Ломоносов осознавал, что космос таит множество загадок, которые будут разгадывать грядущие поколения. Новый телескоп должен был помочь в этом. Открытия Ломоносова говорят сами за себя. Однако ученый понимал, что Вселенная бесконечна и до конца понять ее не в состоянии ни один человек. Он выразил это двустишьем:
Открылась бездна — звезд полна.
Звездам числа нет, бездне — дна.
Ломоносов сделал попытку объяснить происхождение хвостов комет тем же атмосферным электричеством, что было ошибкой. Однако в его гипотезе имеется некоторое сходство с современными теориями образования и свечения плазменных составляющих кометных хвостов в результате взаимодействия газово-плазменной головы кометы и потоков солнечного ветра.
Ученый изучил физическую природу Солнца. В то время полагали, что оно имеет твердую каменную, хоть и раскаленную оболочку. Ломоносов же первым высказал предположение, что Солнце имеет расплавленную поверхность:
…горящий вечно Океан.
Там огненны валы стремятся и не находят берегов;
Там вихри пламенны кружатся, борющись множество веков…
Ученый интересовался строением Земли, указывая, что при более внимательном изучении земных недр могут быть открыты новые способы поиска полезных ископаемых. Его занимали и такие вопросы, как эволюция Земли, Солнечной системы и всей Вселенной.
Одним из самых важных и известных достижений Ломоносова было его открытие атмосферы на Венере. Двадцать четвертого июня 1761 года Венера проходила через солнечный диск, и это явление наблюдали через телескоп десятки астрономов не только в России, но и в других странах. Ученые внимательно вглядывались в небо, стараясь не пропустить тот момент, когда произойдет контакт дисков Солнца и Венеры. Во время этого опыта астрономы предполагали уточнить расстояние от Земли до Солнца.
После того как диск планеты стал отчетливо виден на фоне солнечного, Ломоносов заметил небольшую дымку на крае солнечного диска. Когда же Венера подошла к другому краю, на нем появилась выпуклость, которая вскоре исчезла, после чего диск некоторое время имел такой вид, как будто его край был срезан.
Эти явления были замечены не только Ломоносовым, но и другими астрономами. Однако только русский ученый смог правильно объяснить их, возможно потому, что его целью были не астрометрические, а астрофизические наблюдения. Это дало возможность Ломоносову сделать важное открытие: «По сим примечаниям, планета Венера окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), каковая обливается около нашего шара земного».
Открытие Ломоносова очень скоро было признано в научном мире и вновь привлекло ученых к идее об обитаемости других планет.
Достижения и открытия Ломоносова в астрономии не ограничивались наблюдениями и расчетами. Он известен и как конструктор телескопа. Ученый работал над его созданием два года и в 1762 году изобрел однозеркальную схему рефлектора с зеркалом, расположенным под углом 4°.
