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.月球不是中空的,那么它的内部结构是怎样的?月球不是外星人的宇宙飞船,那么它来自何方?我们需要承认,这是两个相当困难的问题.然而经过科学家的努力,我们还是知道了关于月球的一些秘密.首先是月球内部的结构.地震是了解地球内部结构的一把钥匙,甚至是科学家研究星球内部结构的唯一方法,一个典型的商业用途就是利用人工地震波寻找石油.这个方法也同样适用于月球.在阿波罗登月计划中,科学家在月面安放了几架地震仪.通过地震仪就可以了解到月球内部的结构.一个典型的月球内部模型如图二所示.月球拥有一个大约65km厚的月壳,这要比地壳厚的多,因此月震的震级也小的多.深层是1000km以上的月幔.至于月核是怎样的,现在还不太清楚.它有可能只是一个小的铁核,因为月球的磁场相当微弱.至于月球的起源,这是一个引人入胜的话题.迄今为止,人们熟悉的月球起源学说总共有四种：同源说、俘获说、分裂说和冲撞说.前三种假说都有无法解释的地方.例如月球很少含铁,这导致了同源说（地月共同形成）的矛盾.又如分裂说（月球是从地球赤道上“甩”出去的）,则无法解释月球轨道的倾角和分离的初速度要求太高.冲撞说是20世纪70年代兴起的一个假说,现在已经得到了大多数天文学家的认同.它能够很好的解释月球形成的过程.