La ciencia astronómica llegó a Serra i Orvay con más de treinta años, cuando ya era rector del Seminario, con una formación matemática que le sería muy útil en sus nuevas inquietudes cosmológicas. Instaló el material para sus observaciones del firmamento en el tejado, en lo que denominaban la torreta, y allí se aficionó a pasar largas horas de la noche.
Se obcecaba en cálculos sobre las distancias estelares (paralaje) o en estadísticas sobre las lluvias de estrellas (toda una serie de artículos iniciados en 1934 con el título 'Número de estrellas volantes en las lluvias de las mismas'). Sus trabajos sobre la magnitud estelar de Venus consiguieron el reconocimiento del ámbito científico de la época y sus cálculos del número de electrones del universo arrojaron cifras muy similares a las del astrónomo británico Arthur Eddington, el hombre que verificó la teoría de la relatividad de Einstein.
Publicó numerosos artículos en la revista Urania (de la Sociedad Astronómica de España y América, de cuya directiva formó parte) y mantenía correspondencia con investigadores y centros astronómicos a los que corregía sin dudar si encontraba posibles errores en sus hipótesis. Y si la torreta del Seminario era su observatorio particular, también hay que decir que pasó muchas noches observando las constelaciones desde sa Conillera, islote que frecuentaba por su amistad con la familia del torrero del faro.
Antes de astrónomo, una afición que le llegó de improviso por un libro francés de astronomía que un buen día encargó por curiosidad, Serra i Orvay era sacerdote. A los doce años ingresó en el Seminario, y aún no se había ordenado cuando empezó a dar clases de matemáticas, física y química. Posteriormente, también impartiría asignaturas de filosofía y griego. Isidoro Macabich, otro sacerdote ilustre de la isla, fue su alumno. Y años después -en 1936, y en una reunión del Comité Antifascista celebrada en el Teatro Serra para debatir la ejecución de los sacerdotes de la isla-, se acordó no molestar en ningún momento a Macabich, como hombre de letras, y a Serra i Orvay, como hombre de ciencias. Eran demasiado valiosos para la isla, a pesar de ser curas.
Serra i Orvay se licenció en Teología, su primer destino eclesiástico fue como coadjutor de la parroquia de Sant Antoni y fue nombrado canónigo de la Catedral el año 1895, tres años antes de ser nombrado, asimismo, rector del Seminario. Ya sería rector hasta su muerte, el rector que pasaba largas horas nocturnas observando las estrellas en el tejado. Vicario capitular años más tarde, en 1919, puso su empeño en lograr que se restaurara el obispado pitiuso.
Mossèn Margalits se asignó tres misiones en este mundo. Si la primera de ellas fue devolver a las islas el obispado, suprimido por el concordato de 1851, la segunda fue la divulgación astronómica, con sus estudios y sus charlas, conferencias y artículos de lo que el llamaba 'vulgarización astronómica'.
Y la tercera fue una cruzada lingüística. En 1906 participó en el I Congrès Internacional de la Llengua Catalana con un estudio titulado 'Apreci en qu'és tinguda a Eyvissa la llengua pròpia. Ullada dalt dalt a algunes questions illades de gramàtiga eyvissenca', el primer tratado sobre el ibicenco. Consideraba el eminente sacerdote que había que valorar más la lengua catalana y el dialecto ibicenco (por aquel entonces, prácticamente sólo Macabich y él escribían en su propio idioma) y consiguió publicar el primer catecismo en catalán dialectal. «Sería muy conveniente que los primeros libros que tuviesen los chicos en la escuela estuviesen en su lengua propia», defendía, y en su intervención en el congreso explicó que la «gente de ciudad» despreciaba la pureza del lenguaje, llenándolo de «castellanismos ridículos». Colaboró en la elaboración del Diccionari català-valencià-balear y el reconocido lingüista Antoni Maria Alcover, autor del citado diccionario y sacerdote igualmente, lo consideraba una autoridad en la materia. Fue una conferencia de Alcover en Ibiza, en abril de 1902, en la que defendió el estudio y la dignificación del uso del catalán, la que probablemente despertó el interés lingüístico de Serra i Orvay.
Un año antes de su muerte, el Vaticano le concedió la dignidad canonical de arcipreste de la Catedral de Eivissa. Murió el 24 de mayo de 1952 en el Seminario. Tenía 82 años. Su discípulo, y ya también colaborador, Daniel Escandell, lo calificó años más tarde, en un homenaje que se le rindió en el Ayuntamiento de Sant Josep, como «el apóstol de la ciencia del cielo» y añadió: «En Eivissa se aprecia al hombre y se admira al sabio, más era en los centros científicos de España, Europa y América donde su personalidad era comprendida en toda su magnitud». Y el presidente de la Sociedad Astronómica de España y América, Federico Armenter, escribió, al conocer su fallecimiento: «Eivissa está de luto y lo está también la ciencia española».
El siguiente es un fragmento de su 'Explicación astronómica del fin del mundo bíblico':
