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月球与地球形成一个力学系统，称为地月系统。月球和地球都是围绕地月系质心旋转，周期为一个星月。月亮公转的同时也自转，其自转周期与公转周期(恒星月亮)相同。正是因为这个原因，月球总是以同样的方式面对地球；地球上的人永远看不到月球的另一面。

月球公转和自转恰好同步的现象被称为“潮汐锁定”。这种锁定在相互绕转的天体中很常见。在木星的卫星中，已知有八颗属于潮汐锁定。在土星的卫星中，已知有15颗是潮汐锁定的。冥王星和冥卫一在大小和潮汐锁定上彼此相似。

当地球和月球等两个天体相互绕转时，它们之间的引力会将行星从“球形”拉成“椭球形”。如果这样一个变形的天体相对于连接质心的直线旋转，引力就会对它施加一个力矩。该扭矩将使其稳定在不再相对于质心线旋转的状态。这种状态就是潮汐锁定。两个天体中较小的一个，比如月球，会更快达到锁定状态。而大的，比如地球，达到这个锁定状态会比较慢。但是在月球潮汐的作用下，地球的自转还是在变慢。如果时间足够长，可以实现锁定。如果是这样，地球上的一个“日”可能相当于一个“月”。

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