W 1867 za pomocą tego fotometru dokonał jednego z pierwszych precyzyjnych pomiarów wizualnej wielkości gwiazdowej Słońca (liczbowej miary jasności obiektu na niebie – im mniejsza, tym jaśniejszy obiekt). W fotometrze nakładały się na siebie dwa obrazy: jeden z małego teleskopu, drugi z lampy odniesienia. W dzień Zöllner przyciemniał obraz Słońca i porównywał go z lampą, a w nocy przyciemniał lampę i porównywał ją z jasnymi gwiazdami. Oszacował wielkość gwiazdową Słońca na −26,66m – wynik bardzo bliski standardowej wizualnej wielkości gwiazdowej Słońca, wynoszącej około −26,74m.
W książce o kometach z 1872 Zöllner zamieścił szesnastostronicowy rozdział o skończoności materii w nieskończonej przestrzeni. Dowodził w nim, że w nieograniczonej przestrzeni euklidesowej (płaskiej, takiej jak w geometrii szkolnej) każda skończona ilość materii rozpraszałaby się bez końca, a jej gęstość spadłaby w nieskończonym czasie do zera. Ponieważ z powodów filozoficznych nie godził się na to, by materia istniała dopiero od skończonego czasu, za błędne uznał samo założenie, że przestrzeń jest euklidesowa. Zamiast tego sięgnął po hipotezę Bernharda Riemanna o przestrzeni zamkniętej, o stałej i dodatniej krzywiźnie.