關于太陽、地球和月球，一種常見的描述就是：地球是太陽的行星，它一直在圍繞著太陽公轉，月球是地球的衛星，它一直在跟著地球。據此我們似乎可以認爲，地球對月球的引力應該比太陽更大，然而實際情況卻並非如此，這可以通過簡單的計算來進行說明。

根據萬有引力定律，兩個天體之間的引力可以用公式“F = Gm1m2/r^2”來進行計算，其中G是萬有引力常數，m1、m2分別是兩個天體的質量，r是它們之間的距離，已知：

太陽的質量約爲1.989 x 10^30千克

地球的質量約爲5.965 x 10^24千克

月球的質量約爲7.349 x 10^22千克

日地平均距離約爲1.496 x 10^11米

地月平均距離約爲3.844 x 10^8米

月球和太陽的平均距離可以粗略地認爲與日地平均距離差不多，引力常數可取值爲6.67 x 10^-11。

將這些數據代入引力計算公式可得，太陽和地球對月球的引力分別約爲4.36 x 10^20牛頓、1.99 x 10^20牛頓，也就是說，太陽對月球的引力比地球大了兩倍有余（約2.2倍）。

這樣的情況就有點令人困惑，既然如此，月球就應該被太陽的引力“吸”過去，那爲什麽月球會一直跟著地球呢？其實這是可以解釋的，答案就是：對于月球而言，太陽和地球對它的引力並不是想象中那樣的“拔河比賽”，而是各有各的作用。

對于太陽來講，地球和月球其實都在圍繞著它公轉，在此過程中，太陽的引力不僅作用于月球，還作用于地球，其實是起到了向心力的作用，而在地月系統中，月球一直在圍繞著地球公轉，地球對月球的引力，同樣也是起到了向心力的作用。

所以我們可以將月球的運行狀態簡單地理解爲：月球其實一直在圍繞著太陽公轉，只不過在地球引力的束縛下，它在圍繞太陽公轉的同時，也在圍繞著地球公轉。

（上圖爲按照實際比例繪制的地月系統圍繞太陽運行的軌迹，可以看到，在這個比例上，地球的引力對月球運行軌道的影響其實是非常小的）

由于引力的大小與距離的平方成反比，因此當距離超過到一個臨界值的時候，地球的引力就不能對月球形成有效的束縛。

所以我們可以簡單地認爲，以地球爲中心，以這個臨界值爲半徑的球體空間，就是地球的“勢力範圍”，只要月球運行在這個範圍之內，它就可以穩定地做到“在圍繞太陽公轉的同時，也圍繞著地球公轉”。

實際上，在天體物理學中，這個“勢力範圍”有一個專用的名稱——“希爾球”（Hill sphere），簡單來講，“希爾球”就是指當一顆行星在圍繞主恒星運轉時，行星的引力對其衛星形成有效束縛的最大距離範圍。

需要注意的是，這並不是說在“希爾球”之內，行星對衛星的引力就比主恒星更大，而只是說在此範圍之內，行星對衛星的控制力相對于距離更遠的主恒星更強。從理論上來講，“希爾球”可以通過這樣一個公式來進行描述：

其中R是行星“希爾球”的半徑，a是行星圍繞主恒星的軌道半長軸，e是行星的軌道偏心率，m是行星的質量，M是主恒星的質量。

地球圍繞太陽的軌道半長軸可取值爲1.496 x 10^11米，軌道偏心率可取值爲0.0167086，太陽和地球的質量前文已經給出了，我們將這些數據代入這個公式，就可以計算出，地球的“希爾球”半徑大約爲150萬公裏。

也就是說，只要月球圍繞地球的公轉軌道位于以地球爲中心、半徑爲150萬公裏的球體空間之內，它就可以一直穩定地圍繞著地球公轉。

觀測數據表明，在月球圍繞地球的公轉過程中，它與地球的平均距離約爲38.4萬公裏，最遠距離（也就是“遠地點”）也只有大約40.5萬公裏，可以看到，這遠遠地低于150萬公裏的理論值，所以月球當然就會一直跟著地球。

值得一提的是，在太陽系的八大行星之中，水星的質量最小，距離太陽最近，因此水星的“希爾球”半徑是最小的，大約只有17.5萬公裏，而海王星的質量雖然不是最大的，但是它距離太陽最遠，以至于它的“希爾球”半徑達到了大約1.16億公裏，並因此成爲了太陽系中“希爾球”半徑最大的行星。