当月亮转到地球公转轨道内侧时，就能看到日月同辉的天文现象。出现在清晨时，是因为晚些时候升起的月亮还没有落下；在黄昏时，是因为月亮比以往升起得都早。而地球的另一侧的处在黑夜的地方，先前黄昏时看到也是同样的现象，太阳落山后，天上的月亮就渐渐的凸显出来了，没有见到月亮的地方是月亮早以落下了。

月球在地球上的可见性完全取决于月球在轨道上的位置。月球不到三十天绕地球公转一周，在这段时间内它在我们的天空中呈现出不同的形状，通常被分为八个月相。其实，这是一个很正常的现象，月球在围绕我们地球公转，时间大约需要27天左右，但是我们地球自转的速度只是短短一天，所以我们地球一天下来，在地球视角的话，月球只在它的运行轨道上移动了不多的一段。

人们发现月亮上的景色是不会变化的。而且总是以一面对着地球，仿佛有意不让人看到它的背面一样。因此有人认为，月球是不会自转的。可是人们最终知道，月球不仅可以进行自转，而且它自转一圈的时间与公转一圈的时间刚好一样，这是一种复杂并且相当有趣的运动。

月球既绕地球公转同时，也自转，它旋转的两个周期一定相同，同为27.3天，并且方向永远相同，结果总是一面朝向地球。因此，地球上的人永远只会看到月球的一面，却看不到它的另一面。也有人说，这好象一群人手拉手然后围着一个人跳舞，这时站在中央的人无论怎样转都不会看到跳舞人的后背。我们也能做个实验用来说明这种情况：我们在房中间放把椅子代表地球，自己代表月球绕它走一圈后，你就会发现你的身体的一面始终是对着椅子，但是另一面总是背对着椅子。

细心的你可能早就知道,月球的一面总是朝向地球的，我们永
远无法在地球上看到月球的另外一面（严格的说，由于月球天平
动，我们至多可以看到59%的月面，而不是50%）。这一奇妙的现
象也被拿来当作主张月球中空说人们的证据。他们认为这是“造
月的‘人’让月球永远以一面向着地球，用设在这一面的设备控
制地球。而他们则住在月球背面的内部。他们制造飞碟做些研究
或修护仪器，并注意地球人的动静。”

果真如此吗？月球永远只有一面朝像地球，也就是说，月球
绕地球公转的周期和月球自转的周期是（大致）相等的。听起来
这确实是个不可思议的事实，然而，科学告所我们，这个事实尽
管奇妙，却可以解释，并且在宇宙中并不少见。

回想一下刚才我们谈论的潮汐现象。起潮力把地球上的海水
“拉”成了椭球形，然而地球还在自转——地球和海水之间就形
成了摩擦力。这种潮汐摩擦的结果是使地球自转变慢。一种叫做
鹦鹉螺的化石可以让人们了解到远古年代地球上一天的长度。40
亿年前，这个数字是8.2小时，16亿年前是16.6小时。到了恐龙
繁盛的时代，一天的长度已经和现代差不多了。并且，现在一天
的长度还在变长。潮汐作用是相互的，而且地球对月球的潮汐作
用影响更大。尽管月球上没有海洋，起潮力同样会对月球产生这
种减慢月球自转的影响。在地球的起潮力的作用下，月球终于变
成了一面永远对着地球。

事实上，对于所有行星的卫星，长期的趋势必然是公转和自
转的周期相等。这并不是什么人造的“巧合”，而是万有引力作
用下的行星—卫星的双人舞。对于地月系，地球的自转将继续减
慢，月球则不断远离地球，直到达到一种平衡状态，并将永远保
持下去。我们或许可以称之为地球和月球的华尔兹。