哈雷，佛莱姆斯蒂德和水星凌日
17世纪对于英国的科学家来说，是个令人兴奋的时代。当哈雷还是个孩子时，伦敦的皇家科学院诞生了科学革命。物理学家和自然学者，作为科学方法的首批接受者，每周聚会。首位皇家天文学家是约翰.佛莱姆斯蒂德，他被人们熟知的部分原因是因为创立了格林威治皇家观测奖，该奖至今仍存在。
1673年哈雷进入牛津大学皇后学院，他遇到了佛雷姆斯蒂德，哈雷有时会去他的观测点去拜访他，在此过程中佛雷姆斯蒂德鼓励哈雷追寻天文学。
当时，佛雷姆斯蒂德的项目是利用望远镜编绘北半球星空目录，哈雷人为自己可以对南半球的星星完成同样的工作。
哈雷的南半球探险之旅
哈雷的南半球探险始于1676年的11月，还在他获得大学学位之前。他乘坐东印度公司的一艘船前往圣.海伦娜岛，那是世界上最偏远的岛屿之一，也是英国占有的最南部的领土。他的父亲及查尔斯 二世国王资助了这次旅行。
尽管坏天气使得他的工作非常艰苦，但是在1678年他返回家乡时，还是341颗星星的经纬记录以及许多其他的天文观测记录，包括一次水星凌日记录。在这次凌日观测记录中，他写道：观测到这一幕，是迄今为止最为神圣的天文学回馈。
这是一张2016年5月9日水星凌日的图片，图片来源于法国的Vegastar Carpentier Liard杂志社。在图片中位于太阳左侧的一个小黑点，就是水星。2019年11月也曾有水星凌日现象。
破解行星运行密码
1678年底，哈雷出版了他的南半球星空手册，作为第一部此类型的作品，该手册获得巨大的成功。在此之前，从没有人通过望远镜来确定星星的位置。该手册是哈雷作为天文学家的首次闪亮登场。同一年，他获得了牛津大学硕士学位，并当选为皇家科学院成员。
1684年哈雷第一次拜访了艾萨克.牛顿。一组皇家科学院成员试图破解行星运行密码，他们包括物理和生物学家虎克，建筑学家克里斯托弗.雷恩和艾萨克.牛顿，哈雷作为最年轻的一员加入他们，尝试用数学方式解答行星是如何并为何绕太阳运动。他们彼此竞争，看谁第一个找出答案，这刺激了大家的积极性。他们的问题是如何找到一个机械模型，可以使得行星环绕太阳运行，既不会逃离轨道，也不会落入太阳之中。
虎克和哈雷确定这个问题的答案，应该是一个保持行星在轨道上绕日运行的向心力，该力随着行星于太阳距离的平方反比减小，现在我们称之为平方反比定律。
