1751.
Mayer reprend la chaire de mathématiques de Göttingen sans avoir jamais étudié dans une université. A Göttingen, il trouve un environnement idéal pour ses recherches: la célèbre Académie des sciences le prend en charge et lui permet d’échanger avec des collègues renommés. Ses conférences reflètent ses connaissances approfondies en géométrie pratique, architecture militaire, algèbre, trigonométrie, astronomie et mécanique. Il combine des questions théoriques et pratiques.
1753.
Mayer présente ses tables lunaires lors d’une conférence et explique comment les utiliser pour déterminer la longitude. Ses collègues sont enthousiastes à propos de cette méthode et conseillent à Mayer de poser sa candidature pour le Prix de la Longitude que le Parlement britannique avait décerné 40 s plus tôt. Comme la longitude à cette époque ne pouvait être déterminée que de manière imprécise et que, de ce fait, les marins ou navigateurs ne pouvaient pas déterminer leur position, la flotte britannique avait connu des catastrophes dévastatrices. Pour trouver une solution, le comité de longitude a été fondé.
1754.
Mayer devient le directeur du nouvel observatoire de Göttingen, qui est bientôt considéré comme l’un des plus modernes d’Europe. Là, il développe des instruments de mesure astronomiques et prend des mesures précises de plusieurs centaines d’étoiles. Ses cartes lunaires et lunaires établissent de nouvelles normes. Les tables de ce type étaient encore utilisées au 20ème siècle.
1755.
Au cours d’une longue correspondance avec le célèbre mathématicien et physicien Leonard Euler, il développe une théorie permettant de prédire le mouvement de la lune. Mayer affine ou précise ainsi la théorie de la gravitation de Newton.
Mayer est maintenant considéré comme l’un des plus grands scientifiques de son temps. Il a envoyé sa contribution au prix Supprimer „à Londres“. On lui propose des chaires à Berlin et à Saint-Pétersbourg. Le roi George II s’engage personnellement pour que Mayer reste: sa rémunération est alors considérablement augmentée et ses pouvoirs sont considérablement étendus.