В результате исследований в 1908 году ученый публикует большую работу «Два способа изыскания дисперсии в небесном пространстве». За ней последовала другая — «Опыт изыскания света в межзвездном пространстве из наблюдений спектрально-двойных звезд». За эти работы Тихов и французский астроном Нордманн, работавший независимо от Тихова в этом же направлении, получили от Парижской академии наук премию Вильде. Тихов и Нордманн обнаружили, что изменение длины волны влияет на скорость света у некоторых переменных звезд. Это явление получило название «эффекта Тихова-Нордманна».
В 1917 году ученого мобилизовали в армию. Волею судеб он попал в летную часть, в которой служил отважный русский летчик Нестеров. В армии ученый занимался аэрофотосъемкой, улучшил методы фотографирования и обработку их результатов. После окончания войны Тихов вернулся в Пулково, где проработал до начала Великой Отечественной войны. В пулковский период своей жизни он работает в области развития новых астрофизических методов исследования небесных тел. В это же время ученый занимается конструированием сапфирового цианометра — прибора, воспроизводящего при наблюдении все оттенки ясного неба. Результаты исследования Тихов опубликовал в монографии «Наблюдения ясного неба сапфировым цианометром», изданной в 1948 году.
Какой цвет имеет та или иная планета? Какой, скажем, цвет имеет наша Земля, если наблюдать ее с Луны? Вот вопросы, которые одно время волновали Тихова.
Применяя разные сорта фотопластинок и разные фильтры, методом фотографирования можно, оказывается, определить цвета планет. Так, при помощи разработанного им метода ученый пришел к выводу, что Земля, видимая с Луны, имеет белесоватый цвет. Если же смотреть на Землю из космического пространства, то она представилась бы диском бледно-голубоватого цвета.
Наступил грозный 1941 год. Ученый оказался в Алма-Ате. В этот период Тихов занялся изучением Марса. Он получил около тысячи изображений этой планеты при помощи фотографирования через светофильтры. В результате он пришел к выводу, что полярные шапки на Марсе состоят из тонкого льда и что знаменитые «каналы» Марса, открытые еще в 1877 году, имеют такой же цвет, как и «моря», которые считаются участками растительности.
Наблюдение за Марсом позволило Тихову создать новую дисциплину — астроботанику, изучающую свойства растительного покрова Марса и Венеры. Любопытно, что это изучение ведется на основе исследования оптических свойств земных растений в условиях, приближающихся к условиям на Марсе (например, на высоких горах, где атмосферное давление и температура в какой-то степени приближаются к атмосферному давлению и температуре на Марсе). Обработка многочисленных спектров растений показала, что оптические свойства) земных растений, растущих в условиях сурового климата, сходны с оптическими свойствами марсианских растений. Тихов считает вполне вероятным, что на Марсе имеется низкорослая стелющаяся растительность голубоватой окраски. Ученый полагал, что растительность есть и на Венере, окруженной плотным слоем атмосферы. Температура 70–80° тепла, как утверждает Тихов, пригодна для жизни.
Жизнь, по мнению Тихова, вездесуща. «Многие, — говорит он, — отрицают существование микроорганизмов на других планетах, приводя сотни всевозможных возражений. Безусловно, возражать легче, чем доказывать. Для доказательства нужны убедительные факты. Но сегодня у нас нет возможности побывать, например, на Марсе и привести маловерам неопровержимые доказательства. Зато у ученых есть другие возможности. Они могут, тщательно изучая разнообразные жизненные формы на Земле и условия их существования, сопоставлять полученные данные с условиями на планетах солнечной системы и тем самым делать научные предположения о возможности жизни организмов на других планетах. В этом, пожалуй, и заключается сила подлинной науки».
Обычно после публичных лекций Тихову задавали вопрос: «А есть ли на других планетах животные?» На этот вопрос ученый отвечал так: «Ничего определенного сказать не могу. С точки зрения философской думаю, что эволюция жизни не может остановиться на полпути».
Будучи материалистом, ученый горячо выступал против биологического геоцентризма. «По ориентировочным подсчетам астрономов, — подчеркивал он, — на миллион звезд должна в среднем приходиться одна обитаемая планетная система. Это значит, что в Галактике можно найти около ста пятидесяти планетных систем, где существует жизнь. Конечно, на таком множестве планет жизнь развивается не одинаково. На одних она находится в зачаточном состоянии, на других достигла высоких форм развития».
Гавриил Адрианович был другом молодежи. Для нее ученый написал ряд полезных книг. И совсем не случайно в начале книги Тихова «Шестьдесят лет у телескопа» говорится: «Советской молодежи — тем, кому осваивать просторы Вселенной, — посвящаю». Ученый знал, что эстафету его научного подвига продолжит наша советская молодежь, которой Коммунистическая партия, народ вверили ключи от науки.
Трудно обнаружить собственное движение звездных систем, но еще труднее установить вращение звезды вокруг своей оси. В самом деле, хотя размеры видимых звезд значительно больше Солнца, но они так удалены от нас, что в ночное время кажутся всего только светящимися неподвижными точками. Вот и разберись: вращается звезда вокруг своей оси или не вращается. Ученым казалось, что проблема обнаружения осевого вращения звезд неразрешима. Тем не менее она была блестяще разрешена советским ученым Григорием Абрамовичем Шайном. В 1927 году он совместно с известным американским астрономом О. Л. Струве (правнуком В. Я. Струве) в результате многократных и весьма тонких измерений едва уловимого расширения спектральных линий установил, что звезды имеют осевое вращение, причем экваториальная скорость вращения самых горячих звезд значительно превосходит экваториальную скорость вращения нашего Солнца. Он даже подсчитал, что экваториальные скорости указанных звезд измеряются сотнями километров в секунду, тогда как экваториальная скорость Солнца составляет всего 2 километра в секунду.