臺北市立天文科學教育館

地球與月球都同時受到彼此的重力作用，月球本身並非完美的球體，受到地球引力的拉扯，在自轉時會在月球內不斷產生形變，這些隆起因為物質流動而在內部產生摩擦，最終以熱能形式耗散掉。這個過程逐漸減緩月球的自轉速率，直到它的自轉週期和公轉週期相等，達到「同步自轉」的狀態，這也是為何我們總是只看得到月球同一面朝向地球的原因。地球也因為月球對海洋的潮汐力而形變，海水與海床間的摩擦會將地球自轉能量耗散，使地球日長逐步增加；而在整個地—月系角動量守恆的條件下，月球自轉減慢所失的角動量就轉移到軌道運動上，使月球軌道半徑逐漸增大，目前以約每年約 3.8 公分的速度遠離地球。

古生物學家研究超過四億年樹木年輪時發現，遠古時期地球自轉週期約為 22 小時，一個月也比現在短很多。當地球自轉週期與月球公轉週期接近時，月球就更強烈地感受到來自地球週期性的潮汐力，加速了潮汐鎖定過程。重力異常（mascons）會在月球軌道和天平動（libration）上造成微小影響，但它並非造成同步自轉的主因。主要機制仍是因潮汐力引起的形變在月球內部產生耗散，而導致自轉與公轉同步。相似的潮汐鎖定現象，也發生在冥王星與其衛星Charon之間，不過因為兩者質量相近，最終達成雙同步（double synchronous）。