月球永远同一面朝我们，是因为它自转一圈正好用一个月

连着几个晚上在同一时刻抬头，会发现月亮一天比一天偏东，升起时间每晚晚约 50 分钟，位置也比前一晚多偏了十几度。这 50 分钟是月球绕地球多走的那一段路换来的。而它「永远同一面朝我们」这件事，用的也是同一个周期——只不过那不是巧合，是被潮汐力逼出来的结果。

月球的自转周期与公转周期都是 27.32 天，所以同一面始终朝向地球；锁定由地球施加的潮汐力矩完成，代价是内部耗散发热。因为天平动，我们实际能看到约 59% 的表面；月球每年远离约 3.8 cm，地球日长每世纪增加约 1.8 ms。

同一面朝我们，是自转与公转周期相等的结果

如果月球完全不自转，它绕地球一圈，我们就会依次看到它的正面、侧面和背面。要始终把同一面朝着地球，它必须在公转一圈的同时自转一圈。

27.32 天，两个周期严格相等。这种状态叫同步自转，也叫潮汐锁定。太阳系里大部分大型卫星都处于这个状态，它是潮汐作用的自然终点，不是特例。

地球引力在月球上拉出一个沿地月连线方向的椭球隆起。如果月球自转比公转快，隆起来不及跟上，位置会稍稍超前于连线。

地球对这个偏转的隆起施加力矩，方向与自转相反，一点点把自转拖慢，直到隆起稳定指向地球。耗散的能量变成月球内部的热。锁定完成时，自转周期被迫等于公转周期。

常见的说法是月球「不转了」，这不对。一个月转一圈，折合每小时约 0.55°。

月球轨道是椭圆，公转速度忽快忽慢，自转却是匀速的，于是经度方向出现约 ±8° 的摆动；加上轨道倾角，纬度方向也有摆动。两者叠加，地面可见面达到约 59%，剩下 41% 直到 1959 年才被探测器拍到。

月球在地球上拉起的潮汐同样消耗地球自转的能量。结果是地球日长每世纪增加约 1.8 ms，月球每年远离约 3.8 cm——这两个数字由阿波罗任务留下的反射器持续测量。

所以地月系统正在缓慢解耦。几十亿年后，地球自转也会被锁定，那时一天等于一个月，月球在天空中的大小会明显变小。

观测证实同步自转、每年 3.8 cm 的远离、日长的长期增加、59% 的可见面。激光测月的精度足以分辨厘米级距离变化。

理论预言潮汐力矩应把自转驱向同步；月球早期更近，远离速率应随时间下降。地质上的潮汐沉积记录部分支持后者。

尚未定论锁定完成的具体时间；早期月球是否经历过自转轴混沌；地质记录反推的远古日长与模型之间仍有不一致。

月球背面是「暗面」吗？

不是。背面同样被太阳照亮，只是从不朝向地球。「暗面」是误译，准确说法是「背面」。

为什么我们永远看不到月球背面？

因为自转周期等于公转周期。要看到背面，只能派探测器绕到后面去，或者等锁定状态被打破，而那需要极其漫长的时间。

其他卫星也被锁定了吗？

很多。木星的四大伽利略卫星、土卫六、火卫一都在同步自转。潮汐锁定在太阳系里是常态，不是月球独有的现象。