第谷所处的时代，人们的宇宙观念仍然受古希腊的地心说和水晶球理论的影响。虽然哥白尼的学说已经横空出世近半个世纪，但因为日心说的模型只具备数学计算上的优势，而少有直接有力的证据。因而人们的宇宙观念并没有发生较大的改变，大多数人不仅认为地球是宇宙的中心，也认为宇宙是完美的、永恒不变的。

1572年的一天，夜晚降临，星星升起，第谷像往常一样将视线对准了浩渺的星空。突然，他在仙后座附近看到了一颗前所未见的星星，这颗星星异常明亮，让周围的星体都黯然失色。第谷不禁吃惊地张大了嘴，不敢相信自己的眼睛。他想：“这里的每颗星星我都认识，怎么这颗星星从来没见过？难道它是一颗新星？”他不敢妄下断言，便继续屏气凝神地观测。最终，他确定这是一个“闯入者”。

第谷为这个惊人的发现欣喜不已。他怎么会放过这个观测的大好时机呢，于是他对这颗新星展开了长达两年的观测，并作了翔实的记录，直到新星变暗、肉眼看不见为止。他还从不同角度测量了新星与仙后座a星的角距离。因而得出一个结论：新星位于恒星天球层。实际上，它是一颗有着炽热光芒的超新星，即处于演化末期剧烈爆炸的恒星。

这颗突然造访又突然离去的新星，恰恰证明了一件重要的事情，那就是宇宙是变化的，并不像古希腊学者认为的那样——宇宙之内并无新鲜事。毫无疑问，第谷的发现在当时引起了巨大轰动，也让他像一颗天文新星在学界冉冉升起。他的这一发现彻底动摇了学界所谓的“天体不变”理论，为人类凿开了宇宙真相。后来，人们将这颗新星命名为“第谷超新星”。

第谷之所以成为观测大师，在一定程度上也是生逢其时，几次天文界的大事件都降临在他头上，为他提供了绝佳的机会。1577年又是第谷的幸运年，某天，一颗彗星拖着尾巴划过天际，欧洲很多天文学家都从中受到了启发，第谷也不例外。

他目不转睛地观测那颗彗星破空而出，又渐渐消失，想起了曾经读到过的亚里士多德的理论。亚里士多德认为彗星是地球上的某处向外喷了火，而在高层大气中引发的一种局部现象。总而言之，就是一种大气现象。但第谷通过观测后认为不是这样的，他通过观测发现彗星明显是一种“固定的物体”，而且是在月亮上面很远的地方，所以一定是天体。这一发现再次证明了宇宙是会变化的！而且，彗星能从天空来到地球，说明彗星是可以穿越云层的，那么自古希腊以来人们认为的天球层其实是不存在。这一发现又向宇宙真相迈进了一大步。

第谷意识到这些发现将对天文学界产生重大意义，因此撰写了一本著作《论新天象》，将宝贵的发现记录下来，留给了世人。