Легко сообразить, что отклонение центра Земли от эл­липса земной орбиты зависит от массы Луны. Чем меньше эта масса, тем меньше отклонение. При равенстве масс Луны и Земли центр тяжести системы Земля — Луна помещался бы точно посередине между этими двумя телами и тогда было бы неясно, какое из тел считать основным, а какое — его спутником. Подобный случай наблюдается в системах некоторых двойных звезд. В системе же Земля — Луна отклонения Земли от строго эллиптического движе­ния невелики, но именно эти отклонения и позволяют вы­числить массу нашего естественного спутника.

По массе Луна в 81 раз меньше Земли — ее масса равна 7, 33 • 10²⁵г, тогда как масса нашей планеты 5, 98 • 10²⁷ г. Зная объем Луны и ее массу, нетрудно подсчитать, что средняя плотность Луны 3, 33 г/см³ (что значительно меньше средней плотности Земли — 5, 52 г/см³). О возможных при­чинах этого факта будет сказано ниже.

Обозначим буквой а ускорение свободного падения на поверхности Луны, М — се массу, r — радиус, а f — постоянную тяготения. Тогда вес тела массы т, лежащего   на поверхности Луны, определяется формулой: mа = f Mm/r3, откуда

а = f M/r² ~ 1,6  м/сек²