月球引力作用形成潮汐被指世纪谎言，真相是质心改变和公转速差
一、潮汐与潮汐形成的引力诠释
潮汐是指海水在天体作用下产生周期性的涨落现象，广义的潮汐还包括大气潮汐和固体潮汐，但成因一致，故一般意义的潮汐即指海洋潮汐。
地球上的海洋潮汐一般每日涨落两次，周期约为12.4小时，即涨潮期为6.2小时，退潮期也为6.2小时，但是也有一天只涨落一次的。
海洋的大潮（潮差较大的潮汐）周期约为14.8天，与农历月期或月相周期一致，与地球、月球和太阳的距离远近和位置周期也相关。
对于潮汐产生的原因，目前基本认同的观点是月球和太阳的共同引力作用，认为月球绕地公转存在远近地点的距离差而产生引力差，是潮汐形成的主要因素。
我们把这种引力解释潮汐成因的观点称为引力诠释，但是，引力诠释目前存在很多矛盾和疑惑，为此，引力诠释学者以引力为基础而导出引潮力、惯性力、向心力、粘稠力等多种虚力，力图去完美解释潮汐，但始终难以令人信服。
二、引力诠释潮汐成因的困惑与矛盾焦点
引力解释潮汐现象成因的主要疑惑和矛盾集结在以下几点：
第一个疑惑：
按照引力诠释，地球分别处于月球和太阳远近点的引力差是潮汐形成的根本原因。但按照万有引力定律计算得到的理论值是：月亮的引潮力可使海面升高0.563米，太阳的引潮力可使海面升高0.246米，二者的合力最多可使海面升高0.8米，这是潮汐的最大幅度，且这种叠加效应一年仅有一两次。
所以，从这一理论数值上看，潮汐现象不会很明显，而事实上，几乎大部分潮汐都远大于这个高度，最高的近20米，也有部分小于这个高度的，排除地理因素和海域特征，很难解释有如此大的差距。
同时，地球上各地的潮汐高度几乎都不同，引力诠释者解释为月球与各地的距离有远近不同，所以各处受到的引力不相等，而事实上，地球各地与月球的距离最大差也就是地球的直径，不到1.2万公里，对于38万公里的月地距离完全可以忽略不计，其引力差几乎小到没有区别，显然，以引力差解释这一现象完全是忽悠性的牵强附会。
第二个疑惑：
按照引力诠释观点，距离月球近的一面对海水的引力大，从而把海水吸引过去引起海潮，即表现为海水凸起，那么，理论上离月球最远的一面引力较小，即对称面的海水应退潮，海水凹陷。
但跌覆三观的事实却是：对称两面是同时涨潮和退潮，这与解释完全矛盾，虽然有无数的版本用各种方法自圆其说，而事实上太缺乏说服力。
第三个疑惑：
如果潮汐是月球和太阳的引力所致形成，那么每天的潮汐周期应该与地球、月球和太阳位置的远近距离变化周期一致，这才符合引力差的解释。
事实上月球和太阳的理论引力数值对海水的影响本来就极小，那么每天因距离变化而产生的引力差就更微小了，这几乎可以忽略不计，这个引力差根本不足以产生这么大的每日潮汐。
且潮汐一般每天有两次，潮退周期仅6.2小时，在这短短的6小时里，月球和太阳哪来这么大的引力差和频繁的周期变化对应？
而且，日汐周期每天会推延或递增一定的时间，即第二天和第一天的潮汐时间是不相同的，会规律性向后变化一定的时间。
更不能理解的是地球上各地的潮汐有一日两次的半日汐，也有一日一次的全日汐，还有一日一次或两次的混合汐。
以上现象无法用引力诠释来解释，这是引力解释潮汐现象最大的难题和绕不过的坎。
第四个疑惑：
引力是瞬时作用，就算是光速吧，那么月相位置一旦形成，根据引力作用的时间推算，潮汐将同时发生，而事实是潮汐的形成总是延后约半小时。这也是引力诠释遇到难以诠释的难题。
第五个疑惑：
如果潮汐是因为地月距离远近而产生引力差而导致，那么，潮汐周期应该与月球公转和地球公转的周期一致。
而事实是：只有大潮的月潮和年潮周期与公转有关，而且大潮基本上遵循月相周期，即与月亮圆缺周期吻合，而月相周期并不与地月的公转周期一致，而对于日潮周期则更是无从谈及。
总之：引力诠释除了能解释潮汐与地、月、日相对运动有对应关系外，其它解释几乎都是失败的，这自然遭到很多学者的质疑。现在普遍认为潮汐现象是一个复杂的天体问题，不是用引力就能系统解释的，因此被称为潮汐之谜。
那么，为什么现在仍然流行用引力诠释来解说潮汐成因呢？
一是牛顿在其著作中解说潮汐，是具有权威性的影响认同；
二是潮汐确实与月球、地球和太阳相对运动相关联，大潮的周期也确实与月相关系很吻合。
三是对于引力诠释解说不清的矛盾和内容，大多认为还有其他因素干扰，或者存在还没有发现的机理，更多学者在自圆其说的补充、修正和忽略。
但又普遍认同引力是潮汐成因的主要因素，这就是引力诠释成为解说潮汐成因主流学术的原因。
那么，潮汐形成的真正原因是什么？
很多学者在研究中发现：天体公转改变了整体星系的质心，星系质心变化才是潮汐形成的根本原因；而天体在椭圆轨道上公转作变速运动，因此存在公转速差是潮汐叠加的主要因素。这就完美而准确的解释了潮汐的各种现象。
下面就是分析与解说这个观点（温馨提示，分析文字较多，可以看黑体字了解要点，理解大概）：
三、潮汐形成的最根本原因是地月系的质心点的周期变化
要解说潮汐的真正原因，我们必须先懂得天体运动的质心原理：
1、质心：质心是指物体的质量中心，是天体旋转平衡的中心点，一般位于核心天体球心附近，但并不是天体球心。
例如：地球的质心是地球自转平衡的中心点，而地月系的质心要求把地月系看成整体，是月球和地球共同的质量平衡中心，是同时绕太阳公转的平衡重心点。
天体质心有如下几个重要性质：
2、自转轴：天体自转轴始终落在自转天体质心和以自转轴为天极的天球质心的连线上。
例如：地球的自转轴是由两个点确定的，一是地球的质心点，二是以自转轴延长线为天球的质心点。
这个天球可以是银河系，甚至是整个宇宙，它是无数天体的整体旋转系，如果把银河系看作为这个天球，那么银河系的质心就是所有天体整体旋转的平衡中心。这样就有：
所有属于该天球内的天体，其自转轴的一端延长线在同一时刻都交于这个天球的质心。
也就是说，包括但不限于太阳系内的所有天体的自转轴的一端延长线在同一时刻都会交于一点，这一点就是天球的质心点。
3、公转轨道面的对称轴：天体的公转轨道面始终位于公转天体的质心和共核天体系的质心点的连线上，这条连线就是公转轨道面的对称轴。
例如，地球绕太阳公转，正确的说法是整体的地月系绕整个太阳系的质心点公转，即在太阳系中，无论是地月系，还是土卫系，包括所有行星和太阳本身，都是整体绕太阳系的质心点公转，而不是绕太阳公转，太阳系又作为整体绕银河系质心公转。这点理解很重要！
地球公转的轨道面即黄道面，始终落在地月系的质心点上和整个太阳系的质心点上，这条连线就是黄道面的对称轴。
同样，太阳系中的所有行卫系的公转轨道面在在同一时刻都将交于一点，这就是太阳系的质心点。
4、转轴倾角：自转轴与公转轨道面相交的倾角就叫做转轴倾角，转轴倾角由自转天体的质心点和天球质心点连线与公转轨道面的交点确定，而共核轨道面是由整体自转系和共核公转系的质心点确定。
因此，转轴倾角由4个质心点确定。
例如：地球转轴倾角就是黄赤交角，由地球的质心点、地月系的质心点、天球质心点和太阳系的质心点共四点来确定。
太阳系的质心点是太阳系所有行星和卫星公转的共核点，所以绕这一核心公转的所有天体就是一个共核系，即共核太阳系。
而月球和地球，包括人造卫星都是绕地月系的质心点公转，所以是共核地月系，而土星和其卫星就是共核土卫系等。
5、天体的质心点变化，必将引起自转轴变化，或者轨道面变化和轴转倾角变化。
质心变化是天体进动、章动、岁差以及潮汐现象和变化的根本原因。
根据前面4个质心原理分述可知：若天球质心与自转天体的质心变化，就会改变天体的自转轴，而公转体系的质心与共核公转系的质心变化，必然改变公转轨道面的对称轴，同时改变公转轨道面。
例如：地球所在的天球质心变化与地球质心任一改变，自转轴就会跟随改变；同样，地月系质心与太阳系的质心的任一改变，地球的公转轨道面（黄道面）的对称轴就会变化，黄道面也跟随变化；而这些改变都会改变转轴倾角。
6、质心变化引起的潮汐现象分析
现在我们着重来分析质心变化产生地球潮汐现象的原因：
先把地月系看成一个整体，来分析地月系的质心变化，显然，地月系的质心点是由地球和月球的总质量分布决定的，所以地球和月球的位置决定了质心的位置点。
地月系作为一个整体，月球除了自转外，还绕地月系的质心点公转，地球自转实质是绕地月系的质心点公转，只是公转轨道很小而已，即地球和月球是共核公转的地月系。
由于地月系的质量大部分集中在地球，因此质心变化决定于月球运动，月球公转到不同位置，整个地月系的质量平衡中心就必然被改变，也就是说地月系的质心要跟随月球公转而小幅变动。月球在椭圆轨道上公转一周，地月系的质心就将随月球公转而不断的变化，也会形成成一个质心变化的小椭圆轨迹，即质心椭圆轨迹。
地球实际是绕地月系的质心自转的，随着月球公转到不同位置，地月系的质心点也随即改变，那么地球自转的质心同样改变，自转一周的质心轨迹就是动态轨道。因此，地球的自转状态是摆动性的自转状态，摆动轴会画出一个动态的小椭圆，这是地球自转的进动周期。
而地球上的所有构成体，包括海水都是同时随地球自转的，这种摆动性的自转状态，就是在一定时间内，地球自转存在惯性质心和实际质心之间的转换，这两个质心相当于椭圆的两个焦点，使得海水流动在惯性态和变更运动状态中交替，海水运动也就以这两个焦点为椭圆轨迹变化，海洋潮汐变成了对称的椭圆状态。
这就解释了潮汐形成和潮汐对称面同时涨落的原因。
因为月球公转轨道是椭圆，决定了地月系的质心变化轨迹也是椭圆，也决定了潮汐椭圆的惯性焦点和实际焦点的距离时远时近，远时表示此时此地的潮汐大，近时反之，也就是说，地球上不同区域原质心点和改变后的质心点的变化幅度是不等的。
这就解释了为什么潮汐有些区域涨潮大，有些区域涨潮小的原因。
地球自转一周是24小时，根据椭圆的对称性质，海洋潮汐也应该是24小时，由于惯性而被延后了约24分钟。
同时，由于椭圆的对称性，对称轴的左右两部分运动是相反的，所以，这个周期就分成了前后两部分，即每日的潮汐前后周期都是6小时12分，这就是半日潮；而在某些特殊区域，有半个周期是椭圆，而另半个周期刚好是惯性焦点和实际焦点非常接近或重合，这时潮汐消失，这就是全日潮。
还有，月球整个公转周期是一个大阴年，因此潮汐的大周期与月球大阴年的周期是一致的，月球每天的公转位置是不同的，所以这会改变每天的潮汐，导致每天的潮汐起始时间规律性的改变，而且，月球在一年中的不同位置，对每天的潮汐都有改变，例如有些区域就会由半日潮变成了全日潮，这就是混合潮形成的原因。
大潮总是出现在农历的月初和月中，即朔月和望月潮，因为此时地球和月球成一侧直线，地月系质量侧重于一边而出现最失衡的状态，特别是太阳、地球和月球同时在一侧成一条直线时，更加重失衡状态，此时地月系的惯性质心与实际质心改变最大，相距最远，所以潮汐也就最大。
潮汐的大小，与质心改变的大小、或者说惯性质心和实际质心相距的远近成正比，差距最大最远的时刻，就是最大潮的时刻。
上述是分析地球潮汐与地月系质心变化的关系，这就是潮汐形成的最主要的原因，而太阳对潮汐也同样有影响，但不是主要的，且比较复杂，主要影响有以下几个因素：
第一，地月系的质心改变，也同时改变了地月系绕太阳系质心公转的对称轴，即改变了黄道面，产生章动现象，对地球潮汐有一定的影响。
第二、把太阳系看成一个整体，所有行星不停的旋转，特别是公转，也在不断的改变太阳系的质心，使得黄道面的章动加剧，对地球潮汐也有一定的影响。
第三、地月系公转在近日点和远日点的公转存在速度差，地月系公转是一个变速运动，变速运动的惯性对地球潮汐有较大影响。这放在第四部分专谈。
总之，质心变化是潮汐形成的根本原因，如果质心点不变化，天体匀速自转，那么潮汐现象就不会发生。
四、潮汐大潮是天体公转速度变化和质心变化的叠加作用
天体公转的轨道大都是椭圆轨道，这决定了天体公转在椭圆轨道上速度和半径都是时刻变化的，那么，我们先来分述天体公转的运动规律：
（此部分原理的推导和证明请参看《天体运动的10个数学原理》）
1、共核公转的数学原理：具有公转属性的天体，公转轨道上任意处的公转速度V的平方与公转半径R（两天体质心距离）的乘积等于同一个常数k。即有：
RaVa^2= RbVb^2= RcVc^2=…k (5.1)
这里k叫做天体公转轨道常数。
例如：月球在椭圆轨道上公转到任一位置，其公转速度的平方与到地月系的质心距离之积总是一个不变的常数，地球公转也具有一样的性质。
因此，地球和月亮处于椭圆轨道的不同位置上，其公转速度是不同的，即是加（减）速的变化运动，加速运动就具有惯性态，如人在加速车上的前倾后仰的现象，那么地球上的海水一样具有这种倾覆现象，这种海水倾覆和质心变化的叠加就会加大或减小潮汐，这是潮汐大潮和小潮出现的原因之一。
2、在不受其它外体系干扰的前提下，绕同一核心公转的多个天体，其轨道半径R与速度V的平方的乘积等于共核公转常数q。即
R1v1^2=R2v2^2=R3v3^2=…q（5.2）
这里q就叫共核公转轨道常数。
共核公转是指多个天体共同绕一个质心点公转，那么，地月系是一个共核系，太阳系是所有太阳行星的共核系。
不同的共核系，都有不同的共核公转常数。
例如，在地月系中，月球公转速度V=1.02km/s，月球与地球的质心距离R=384000+6400+3400=393800km,（看成是近似球心距离）则：
RV^2≈409709km/s^2，（5.3）
这一常数就是地月系公共核公转转常数，这是地球和月球的之间的束缚关系和天体法则，是月球绕地球公转的原因，因此可以称之为公转引力常数。
由地月系共核公转常数，可以计算出任一卫星的自由轨道时的速度和质心距离。
例如：近地卫星质心距离R=6400km，代入（5.3）的到：
V≈8.0km/s，这就是第一宇宙速度。
同样，同步卫星的质心距离R= 36000+6400=42400km，，代入（5.3）得到：
V≈3.1km/s，这就是同步卫星的公转速度。
在地月系中，地球和月球都是绕地月系的质心公转，月球的椭圆轨道公转与地球的距离是不断变化的，存在远地点和近地点，由于受到地月系共核公转引力常数的束缚，公转半径的变化，公转速度必然跟随变化，而地球绕地月系的质心公转实际就是自转，所以，地球自转速度也是变速的，变速运动的惯性态，是潮汐变化的一种叠加效应，也是影响潮汐的原因之一。
在太阳系中，整体的地月系绕太阳系的质心点公转，一样的原理，其公转速度是变化的，同样有惯性效应，同样对潮汐有叠加作用。这就是太阳对潮汐的影响。
五、月球引力对潮汐的作用可以忽略不计
潮汐成因的传统解释都是强调月球的引力作用，下面来推算月球引力对潮汐的影响究竟有多大？
根据天体运动公式，可以推算出月球到地球地面的重力加速度的值是:
g≈0.0061 m/s^2(5.11)
这个数值告诉我们，月球对地面质量为1吨的物体，引力才6牛顿。
如此之小的重力加速度，说明月球对地球引力是多么的微小，对海水的吸引力完全不足以引发潮汐，最多起到一点点的叠加效应，所以，月球引力对潮汐形成作用完全可以忽略不计，月球引力形成潮汐的诠释，由此可以证明是错误的说法。
附：下面是月球到地面的重力加速度值的推导和计算过程，有兴趣的读者可以继续。
我们先来推导重力加速度公式，在天体运动中，有逃逸动能与引力势能的平衡方程，即：
自转天体的任意地点的逃逸速度Vt的动能Ed，与该地点的引力势能Ey是一对平衡方程，引力势能等于物体的质量m、该处的重力加速度g和该地点到天体质心距离d的乘积。即：
Ed=Ey，则有：
1/2mVt^2＝mgd(5.1)
这一结论表明：逃逸速度的本质就是克服引力势能，摆脱引力束缚，实现逃逸动能与引力势能的平衡。
也就是说，因为天体自转，存在自转动能，引力势能的本质是自转动能的转化，引力势能表现为引力效应，这也是引力的起源和本质。
说明：这里的引力势能与重力势能是有区别的，引力势能强调的是质心距离d，而重力势能强调的是地面高度h。
此原理的推导和证明请参看作者的《天体运动的10个数学原理》，包括下面的逃逸速度公式）。
逃逸速度公式：所有自转天体，任意处的顺自转逃逸速度Vt和该点的自转线速度V1的平方和，总等于两极逃逸速度V0的平方。
即：Vt^2+V1^2=V0^2 (5.2)
代入（5.1）即：
1/2mVt^2=1/2m（V0^2－V1^2）＝mgd(5.3)
将（4.1）简化就有：
Vt^2=（V0^2－V1^2）＝2gd （5.4）
这就是自转天体任意处的逃逸速度公式。
把（5.3）变形又可以得到：
g =（V0^2－V1^2）/2d=Vt^2/2d （5.5）
这就是自转天体任意处的重力加速度公式。
此公式表明：重力加速度是由自转线速度和质心距离决定的，所以在两极处最大，并随纬度减小而变小，随海拔增加而变小，距离天体质心越近，重力加速度越大，反之也成立。
以地球为例来说明：取地球上一处的自转线速度是V1=465m/s，该点的重力加速度是g=9.8m/s^2，距离地心的距离d=640 0000m，代入（5.4）中，则可以得到：
V0=√(2gd +V1^2)≈11.2km/s (5.6)
这是地球两极逃逸速度的计算和推导，显然这是一个常量，叫做地球逃逸速度常量。
这样，在重力加速度公式中，由于V0≈11.2km/s是常量，所以：
重力加速度在两极最大，是因为两极的自转速度为零，如果天体无限增大，当赤道边缘的自转线速度达到与天体逃逸速度相等时，重力加速度为零，当天体无限缩小，则质心距离无限接近质心，则重力加速度接近无穷大。
因此，每一个自转天体都存在引力极限，我们以地球为例，计算地球的自转引力极限：
根据牛顿理论，质量为m的物体其重力公式是：G=mg，
因为这里：
g =（V0^2－V1^2）/2d=Vt^2/2d（5.5），
于是：
G=m（V0^2－V1^2）/2d=mVt^2/2d(5.7)
这表明，物体的重力大小是与质量、逃逸速度、自转速度和质心距离有关的变量。
当V0=V1时，g值为零，物体的重力为零，即表示为失重状态。
以地球为例，当V1=V0≈11.2km/s，可以计算出地球的失重处与地球质心的距离d：
设地球任意两点的自转线速度是V1和V2，质心距离是d1和d2，因为任意点的自转周期T是相等的，所以有：
2πd1/V1=2πd2/V2， 即有：
V1/ V2 = d1/ d2（5.8）
这是天体自转线速度与质心距离的关系式。
若地球上有一处的自转线速度是V1=0.465km/s，此处与地球质心的距离是d1=R=6400km，而当V2=V0=11.2km/s时，代入（3.2）得:
d2≈154150km(5.9)，
这就是地球的引力极限值，表示距离15万公里外就是地球引力的极限边界，即失重处。
这就是说：在自转天体的引力极限边界内，苹果会落地，但是，一个往上抛出的苹果，如果被抛出引力极限边界外，就不会再落下来。
显然，月球处于地球引力极限边界外，表明月球不受地球自转引力影响，但月球与地球之间受到共核公转原理的引力常量束缚。
同样的方法，可以推算出月球的引力极限：
D≈900900km(5.10)
即月球的引力极限边界约等于90万公里，显然，地球在月球的引力极限边界内，以38万公里的月地距离计算，根据上述公式可以推算出月球对地球地面的重力加速度:
g≈0.0061 m/s^2(5.11)
如此之小的重力加速度，说明月球对地球引力是多么的微小，对海水的吸引力完全不足以引发潮汐，最多起到叠加效应，所以，月球引力对潮汐形成作用完全可以忽略不计，月球引力形成潮汐的诠释，由此证明是错误的说法。
最后附加说明的是：潮汐不仅有海洋潮汐，同样有固体潮汐和大气潮汐，只是因为海水的流动性而表现出来，而固体潮汐会演化为地震，大气潮汐可形成气流或风暴。
江湖面一般不会产生潮汐：一是因为湖水存在高差流动性，二是面积小，岸边阻力抵消。