達(dá)爾文是第一個對天體演化問題和地質(zhì)問題采用動力學(xué)分析的科學(xué)家。通過對液態(tài)物質(zhì)旋轉(zhuǎn)平衡狀態(tài)的觀察和對周期軌道的研究，詳細(xì)探討太陽系、地－月系和雙星系的起源和演化問題。研究旋轉(zhuǎn)的任何橢圓體的潮汐摩擦對雙星系演化影響。1879年提出月球起源的“共振理論”。按照它的解釋，月球是由于共振太陽潮引起地球的不穩(wěn)定性，使其脫離地球而形成的。與此同時，還采用調(diào)和分析法來研究和預(yù)報(bào)海潮；研究大陸和山系對地殼的壓力而引起的地殼應(yīng)力等。達(dá)爾文某些設(shè)想雖有不正確一面，但他的理論對于天體演化學(xué)的發(fā)展卻起了巨大作用。

達(dá)爾文主要著作有：《潮汐》（1898）、《科學(xué)論文集》等。

喬治·達(dá)爾文是生物學(xué)家查理·達(dá)爾文的第二個兒子，但他并未沉湎于其父在生物學(xué)上的巨大聲望，而是步入了另一科學(xué)領(lǐng)域。他學(xué)習(xí)天文，且以極佳的成績畢業(yè)于劍橋，包括榮獲了數(shù)學(xué)第二名。1883年，他受聘為母校的天文學(xué)教授。

達(dá)爾文最杰出的工作涉及潮汐。雖然早有一些學(xué)者將月球與潮汐聯(lián)系起來，但直到牛頓才奠定了潮汐的理論基礎(chǔ)，他指出了月球引力對地球洋被的影響。在牛頓之后，拉普拉斯詳盡地對引力理論作了廣泛的論述，其中也對潮汐作了更詳細(xì)的探討。然而，只是喬治·達(dá)爾文才分析了由陸障的影響和洋底摩擦效應(yīng)造成的所有各種不規(guī)則性。

達(dá)爾文進(jìn)一步發(fā)揮了潮汐摩擦的結(jié)論。他自1879年開始的一系列論文中，曾嘗試用潮汐摩擦來預(yù)言遙遠(yuǎn)的未來并揭示久遠(yuǎn)的過去。潮汐摩擦對地球的影響是使它的自轉(zhuǎn)變慢，并使其角動量減小。這種減小必須由地-月系統(tǒng)中其它某處角動量的增加來補(bǔ)償。如果是月球角動量的增加彌補(bǔ)了地球角動量的減少，那么，這只能意味著月球與地球的距離必須增大。

潮汐的這種影響將迫使月亮慢慢地退離地球，同時地球上的一天也逐漸變長。這種情況將一直繼續(xù)下去，直到地球的自轉(zhuǎn)慢得使那時的一天等于今天日長的五十五倍。那時，地球便總以同一面朝向遙遠(yuǎn)的月亮，太陰潮（月亮潮）便不再起作用。但由于較小的太陽潮仍起作用，所以變化還會繼續(xù)下去。

再回過頭來追溯過去。越往前，地球的自轉(zhuǎn)周期就越短，它的角動量就越大，當(dāng)然，月球擁有的角動量就越小。這意味著越是早，月亮離地球越近。達(dá)爾文如此一直上溯到地球自轉(zhuǎn)速率為目前六倍的時刻，那時地球?qū)嶋H上將與月球直接挨在一起。達(dá)爾文相信，這就表示當(dāng)時急速自轉(zhuǎn)的地球，由于離心作用而甩出了它的一部分外殼，并因此而喪失了自己的角動量。

這是第一次嘗試以已知的數(shù)學(xué)原理為基礎(chǔ)來研究天體演化學(xué)，而不只是基于一種模糊的概括。達(dá)爾文還嘗試了將潮汐摩擦效應(yīng)運(yùn)用于恒星系統(tǒng)（包括聚星）的演化。一代人之后，金斯繼承并發(fā)展了達(dá)爾文的工作。

所有這些都有吸引人的地方，起碼論及地-月系統(tǒng)時是這樣。這解釋了為什么月球的密度不如地球大，這是因?yàn)楦鶕?jù)上述假設(shè)它是由地球的外層形成的；它也說明了由花崗巖構(gòu)成的大陸，為什么不是連續(xù)地覆蓋了地球的表面。有人甚至提出太平洋（它沒有花崗巖）乃是個巨大的洞，它正是地球拋掉一個月亮的地方。

然而，盡管潮汐摩擦和地球自轉(zhuǎn)減慢迄今依然為人們所接受，我們還是有理由懷疑：究竟能不能象達(dá)爾文那樣，以一直朝前推來證明月亮曾是地球的一部分？如今，在天文學(xué)家中更普遍流行的想法是：地球與月亮乃是獨(dú)立地形成的，雖然在具體細(xì)節(jié)上至今依然頗多爭議。