W astronomii wsławił się m.in. badaniempierścieni Saturna, które poprawnie zidentyfikował i opisał, w przeciwieństwie do ich odkrywcyGalileusza. Huygens jako pierwszy znalazł też księżyc tej planety –Tytana. W astronomii pozasłonecznej próbował oszacować odległość gwiazdySyriusz metodąfotometryczną, która jednak zawiodła, przez co odległości gwiazd pozasłonecznych poznano dopiero w XIX w., dzięki metodzieparalaksy.
W roku 1660 Huygens pojechał doAnglii, a w 1663 został członkiem honorowym londyńskiegoRoyal Society. W roku 1666 przeniósł się doParyża, gdzie wykładał nauniwersytecie do 1681 roku. W Paryżu Huygens prowadził badania razem zGian Domenico Cassini w obserwatorium paryskim. Kiedy poważnie zachorował w roku 1681 powrócił do Hagi.
Jakomatematyk Huygens zajmował się rozwojemrachunku różniczkowo-całkowego. Podczas swoich matematycznych studiów Huygens opracował również teorię dotyczącą gry w kości, którą opublikował jego nauczyciel matematykiFrans van Schooten w 1657 roku w książce pod tytułemDe ludo aleae (łac. „O grze w kości”). Była to jedna z pierwszych prac dotyczącychteorii prawdopodobieństwa.
Schemat zaćmień księżyców Jowisza. Ich obserwacje przez Rømera w 1676 pozwoliły mu oszacować czas przelotu światła przez orbitę Ziemi. Na tej podstawie Huygens podał pierwsze oszacowania prędkości światła (w próżni i w powietrzu).
Na polufizyki prowadził szereg prac dotyczącychoptyki. Sformułowałzasadę Huygensa, która mówi o rozchodzeniu sięfal w pobliżu przeszkód. Jego doświadczenia potwierdzałyteorię o falowej naturzeświatła. Badał również zjawiskozałamania światła w różnych materiałach.
Huygens współpracował zAntonim van Leeuwenhoekiem. Razem opracowali doskonałesoczewki. Dzięki opanowaniu przez Christiaana zasad optyki Antoni był w stanie wykonać ze szkła orazkryształu doskonałe soczewki. Pozwoliło to na zbudowaniemikroskopów iteleskopów optycznych. Huygens i Leeuwenhoek prowadzili wspólnie obserwacje żywychkomórek.
Jednak Huygensa bardziej interesowały zastosowania teleskopu wastronomii. Dzięki swoim badaniom w optyce opracował przyrządy astronomiczne, w których zredukowałaberracje. Obrazy kosmosu stały się dużo bardziej wyraźne.
Korzystając z wykonanych przezOle Rømera w roku 1676 obserwacji Huygens jako pierwszy obliczyłprędkość światła (220 tys.km/s we współczesnych jednostkach). Błąd 25% nie umniejsza wagi tego osiągnięcia, ponieważ od czasówArystotelesa uważano, że światło manieskończoną prędkość.
Huygens był pierwszym, który zajął się budową precyzyjnych zegarów mechanicznych. Zegar wahadłowy został wynaleziony przezGalileusza (wcześniej pierwsze szkice wykonałLeonardo da Vinci), jednak to właśnie Christiaan zbudował pierwsze dokładne zegary wahadłowe. Swoje zegary opisał w książceHorologium oscillatorium z 1658[a]. W 1675 skonstruował ulepszenie mechanizmu zegarowego – balans ze spiralą zastępującywahadło. Doprowadziło go to do sporu zRobertem Hookiem, który przypisywał sobie pierwszeństwo wynalazku[3].
Obserwacje astronomiczne poprzez nowy teleskop doprowadziły Huygensa do odkrycia w roku 1655 księżycaSaturna, który został nazwanyTytan. Jego badania objęły równieżpierścienie Saturna, co zaowocowało sformułowaniem w roku1656 hipotezy mówiącej, że zawierają one kosmiczny gruz. W tym samym roku Christiaan zdołał rozdzielić obrazWielkiej Mgławicy w Orionie na poszczególne gwiazdy[4]. Najjaśniejszy rejon tej mgławicy nosi nazwęObszar Huygensa. Christiaan prowadził też obserwacje pojedynczych gwiazd, dzięki czemu odkrył, że niektóre z nich tak naprawdę sąpodwójne.
Huygens był też pionierem szacowania odległości gwiazd od Układu Słonecznego. Założył, że Syriusz jest gwiazdą o takiej samej jasności własnej co Słońce, a różnice w ich jasności na Ziemi wynikają tylko z innych odległości od niej. Porównał jasność Syriusza z jasnością odbicia tarczy Słońca w szklanej kuli. Oszacował odległość tej gwiazdy na ok. 28 000 j.a., czyli kilkunastokrotnie mniej niż przyjęta później odległość[5].
Huygens był jednym z pierwszych myślicieli, którzy wysunęli ideężycia pozaziemskiego. W swojej książceOdkrycie niebieskich światów: spekulacje dotyczące mieszkańców, roślin i wytworów światów pośród planet wyobraził sobie Wszechświat jako tętniące życiem miejsce. Wyobrażał sobie planety pełnepozaziemskich istot, które tak jak ludzie na XVII-wiecznejZiemi budują swoje cywilizacje.
W kierunkuTytana wystrzelono sondę kosmicznąCassini, która została wyposażona w lądownik nazwany na jego cześćHuygens. Lądownik wylądował na powierzchni Tytana 14 stycznia 2005 r.
↑Własnym wkładem Huygensa było skonstruowanie mechanizmu zliczającego wahania, bowiem wynalazek Galileusza wymagał liczenia ich przez obserwatora. Projekt odnaleziony w pismach Leonarda zawiera adnotację w piśmie lustrzanym, że zamocowane na osiach wskazówki będą „pokazywać godziny, minuty i ruchy Księżyca”, brak jednak dowodu czy został zrealizowany.Zajdler 1977 ↓, s. 230–236. Wiadomo też, że przed odkryciem Huygensa stosował wahadło przy obserwacji zaćmieńJan Heweliusz (tamże, s. 243).
