Astronomia Danica

I 1622 udgav Longomontanus sit hovedværk Astronomia Danica. Det var frugten af 20 års arbejde og rummede en stor del af hans tidligere udgivelser. Bogen kom i mindst to genoptryk (1633, 1640 og måske i 1663), og var både i Danmark og store dele af Europa den grundlæggende astronomiske lærebog frem til Ole Rømers tid. Målet var at færdiggøre Tychos arbejde med den teoretiske astronomi.

Det meste af Astronomica Danica er en praktisk lærebog i det matematiske grundlag for astronomien. Bogens popularitet skyldes givetvis denne kyndige og grundige fremstilling. Det skal bemærkes, at Longomontanus ikke anvender den nye logaritmiske metode (som John Napier havde udviklet i 1614), men foretrak den såkaldte prosthaphæresis , som Tycho havde anvendt, og som også blev benyttet ved Københavns Universitet i hvert fald så sent som 1671. Den benyttede de trigonometriske additions- og subtraktionsformler til at konvertere trigonometrisk multiplikation og division til addition og subtraktion.

Longomontanus kommer dog også ind på tidens store astronomiske spørgsmål om de tre stridende verdensbilleder (Ptolemæus, Copernicus og Tycho). Han fastholder Jorden som centrum, men accepterer Copernicus´ teori om dens døgnrotation om sin egen akse. Dermed foretrak han et kompromis mellem Copernicus og Tycho, et såkaldt semi-tychonisk verdensbillede. Sådanne var vældig populære i datiden, da de sikrede mange af Copernicus' forbedringer, men ved at bevare Jorden i midten var forenelige med Biblen og den gængse naturlære.

Rundetårn

I 1637-42 opførtes Rundetårn, som kun det andet universitetsobservatorium i Europa. Longomontanus blev dets første direktør, og udsendte i 1639 sit andet hovedværk, Introductio in theatrum astronomicum, der beskriver, hvordan et observatorium kan indrettes og drives. Overordnet ønskede han at kopiere Tychos principper for Stjerneborg. Kikkerten nævnes i værket, men kun som et forstørrelsesinstrument.

På dette tidspunkt var kikkerten endnu ikke blevet udviklet med trådkors og dermed gjort egnet til positionsbestemmelser.

Helst havde Longomontanus set, at tårnet kom til at ligge på Valby Bakke eller Hven, men Christian 4. ønskede det knyttet til den nye Trinitatis Kirke. I en alder af 80 år blev han tårnets første direktør, og forestod dets indretning. Han blev dog ikke færdig med arbejdet, og Rundetårn kom først til at fungere som observatorium under Ole Rømer.