Megaproračuni Milutina Milankovića - Svet fizike
Svet fizike

Megaproračuni Milutina Milankovića

by on Aug.30, 2015, under iz ugla Prof. dr Branislava Čabrića

milutinmilankovic1

Milutin Milanković

 

* Klima * Kalendar * Kula *

 

Čuven je po svojoj matematičkoj teoriji klimatskih promena u geološkom vremenu kojom je rešena tajna ledenih doba, a docnije i sleda klimatskih promena u toku više stotina miliona godina. Tokom sedamdesetih godina XX veka Milankovićeva teorija potvrđena je proučavanjem astronomskih ciklusa u geološkim “zapisima” – fosilnim ostacima ljuštura planktonskih foraminifera, radiolarija i krečnjačkih algi. Milankovićevim imenom nazvani su po jedan krater na Mesecu i Marsu, kao i jedan asteroid, što na svojevrstan način svedoči da ga je svetska nauka uvrstila u plejadu velikana od Filolaja i Ptolemaja, preko Njutna, Boškovića i Keplera, do Mendeljejeva i Tesle.

 

Milutin Milanković (Dalj 1879 – Beograd 1958) – inženjer konstruktor u Beču, potom profesor Beogradskog univerziteta i potpredsednik Srpske akademije nauka, čuven je po svojoj matematičkoj teoriji klimatskih promena u geološkom vremenu. Njome je rešena tajna ledenih doba, a docnije i sleda klimatskih promena u toku više stotina miliona godina. Celovite rezultate svojih istraživanja Milanković je publikovao 1941. godine u danas čuvenoj knjizi Kanon osunčavanja i njegov uticaj na problem ledenog doba. Još 1920. godine u Parizu štampan je Milankovićev rad Matematička teorija toplotnih pojava izazvanih Sunčevim zračenjem. Zato je 1995. godina u svetu proslavljena kao sedamdesetogodišnjica zasnivanja Milankovićeve teorije klime.

Milankovićevim imenom nazvani su po jedan krater na Mesecu i Marsu, kao i jedan asteroid, što na svojevrstan način svedoči da ga je svetska nauka uvrstila u plejadu velikana od Filolaja i Ptolemaja, preko Njutna, Boškovića i Keplera, do Mendeljejeva i Tesle.

Astronomska teorija klime

Milanković je prvi ustanovio da tri vrste varijacija u kretanju Zemlje izazivaju promene intenziteta njenog osunčavanja:

  1. Eliptičnost Zemljine orbite menja se sa periodom od približno 100.000 godina. Kada je orbita izduženija, veće su razlike u temperaturi leta i zime.
  2. Nagib Zemljine ose rotacije u odnosu na ravan ekliptike menja se od 22,1 do 24,5 stepeni tokom oko 41.000 godina. Današnji nagib je 23,5 stepeni – ugao se smanjuje (približno je na polovini između krajnjih vrednosti) pri čemu polovi primaju manje toplote, led se širi na jug, a toplotna razlika leta i zime se smanjuje.
  1. Zemljina osa vrši precesiju, opisujući svojim vrhom pun krug na nebeskom svodu svakih 22.000 godina. Pomeranje nebeskog pola (koji je sada najbliži zvezdi Severnjači u sazvežđu Mali Medved) prividno pomera položaj zvezda na nebu, kao i prolećnu tačku po ekliptici (gledano sa Zemlje). Za oko 11.000 godina Zemljina osa rotacije doći će na suprotnu stranu od današnje, tako da će nebeski pol biti kod zvezde Vega u sazvežđu Lira. Tada će raspodela toplote na Zemlji biti suprotna današnjoj.

Ove oscilacije izazivaju preraspodelu toplote između godišnjih doba i njihova rezultanta u toku geološkog vremena dovodi do cikličnih promena klime.

Kriva osunčavanja

Lednici ritmično nadiru i povlače se. Faze zaglečeravanja razdvajaju topli periodi – međuledena doba. Milanković je svojim proračunima datovao sve glavne faze širenja leda (prvo za poslednjih 600.000 godina, a zatim i za 1.000.000 godina) kada su ledene kape zahvatale u više navrata znatne prostore severnoameričkog i evropskog kontinenta (kao i visoke planine Balkanskog poluostrva – Prokletije, Sinjajevinu, Šaru, Rilu). Danas živimo u međuledenom dobu, koje je počelo pre oko 10.000 godina i koje će se završiti za približno isti broj godina. To pokazuje i kriva osunčavanja kojom je Milanković prikazao klimatske promene za poslednjih milion godina. Dokazana sa više geohemijskih i paleontoloških metoda, ona na pouzdan način objašnjava smenu toplijih i hladnijih faza kvartarnog (antropogenog) ledenog doba izazvanu varijacijama osunčavanja Zemlje. Kriva kao konstantu ima geografsku širinu, a promenljive veličine su vreme i tri varijacije Zemljinog kretanja. Ona je do sada najbolji poznati način za rekonstrukciju i predviđanje klime.

Paleontološka potvrda kanona

Tokom sedamdesetih godina XX veka Milankovićeva teorija potvrđena je proučavanjem astronomskih ciklusa u geološkim “zapisima” – fosilnim ostacima ljuštura planktonskih foraminifera, radiolarija i krečnjačkih algi. Na osnovu izotopa iz sedimentnog jezgra, koje je obuhvatilo period od pola miliona godina, analizirana je 1976. godine promena veličine ledenog pokrivača (Hejs, Imbri, Šaklton). Pokazalo se da je širenje i povlačenje leda u toku poslednjih nekoliko stotina hiljada godina određeno upravo Milankovićevim kanonom osunčavanja i da se u sedimentima u njegovom ritmu smenjuju ostaci toploljubavnih i hladnoljubavnih biljaka i životinja.

Reforma kalendara

Na Svepravoslavnom kongresu u Carigradu, maja 1923. godine, razmatrano je pitanje približavanje dva hrišćanska kalendara (julijanskog i gregorijanskog). Milanković, oslanjajući se na radove gimnazijskog profesora Maksima Trojanovića (našeg prvog kalendariografa), predlaže reformu – novi, astronomski tačniji kalendar zasnovan na sledećim uslovima:

  1. Iz julijanskog kalendara treba izostaviti 13 dana, koji predstavljaju njegovu razliku u odnosu na tačno sunačano vreme, nastalu od Nikejskog sabora 325. godine do danas.
  2. Svi meseci zadržaće isti broj dana.
  3. Prestupne godine sa 366 dana i dalje će biti one čiji je broj deljiv sa 4 bez ostatka, izuzev pojedinih sekularnih godina (godine čiji se broj završava sa dve nule).
  4. Prestupne sekularne godine biće one čiji broj vekova deljen sa 9 daje ostatak 2 ili 6. To će biti godine: 2000, 2400, 2900, 3300… Razlike u odnosu na gregorijanski kalendar tako će se javiti tek 2800. godine. Srednja dužina trajanja građanske godine po novom kalendaru iznosiće 365 dana, 5 sati, 48 minuta i 48 sekundi, što je znatno bliže trajanju srednje sunčane godine, nego do sada.
  5. Datum Uskrsa, prema kome se određuju datumi ostalih pokretnih crkvenih praznika utvrđuju se astronomskim izračunavanjima. Pravoslavni i katolički Uskrs neće se uvek poklapati što će jasno obeležiti razliku predloženog i gregorijanskog kalendara.

Milankovićev predlog je potpuno usvojen, ali stvarna reforma nikada nije sprovedena.

Vavilonska kula

Završni ispit na Bečkoj tehnici Milanković je položio 1902. godine, a doktorat Teorija linija pritisaka brani 1904. godine. (“Tako sam, prvi od svih Srba, postao doktor tehničkih nauka.”). U tezi je pokazao da napadna linija rezultante sila koje deluju na poprečni presek lučnog nosača sa jedne strane, seče liniju pritisaka, mada su najpoznatiji naučnici iz oblasti građevinske mehanike tog vremena smatrali da se ove dve linije samo dodiruju. On ukazuje da je ova zabluda nastala kao posledica odsustva jednog sabirka u uslovu ravnoteže momenata. Između 1905. i 1909. godine aktivno se bavi raznovrsnom građevinskom praksom, pretežno u okviru tek započete primene armiranog betona u konstrukcijama. Dolaskom iz Beča i izborom za profesora primenjene matematike na Filozofskom fakultetu u Beogradu 1909. godine ne prekida sa građevinskom delatnošću sve do pred Drugi svetski rat.

Ostvario je šest odobrenih i publikovanih patenata, tridesetak sračunatih i izvedenih objekata, niz stručnih ekspertiza i stručnih nadzora. Armirano-betonsku tavanicu po sistemu Milanković – Krojc primenio je na oko 25 objekata u Jugoslaviji, Austriji, Italiji, Čehoslovačkoj, Mađarskoj i Rumuniji.

Tri godine pred smrt Milanković je u radu Vavilonski toranj moderne tehnike postavio pitanje: “Do koje najveće visine i kojim savremenim sredstvima bismo se mogli popeti uvis građevinom koja bi nadmašila sve dosadašnje?” Rešenje je našao u vidu građevine od armiranog betona rotaciono-simetrične spoljne konture, visine 21,646 km i prečnika osnove 112,84 km. U njoj Milanković još jednom sjedinjuje istraživača neba i graditelja.

 

Literatura

  1. Pantić, N., Petrović, A., Poster: Kanon osunčavanja – Milutin Milanković, Flogiston, br. 3 (1996).

Cabric

 

 

 

 

Prof. dr Branislav Čabrić

Prirodno-matematički fakultet u Kragujevc

 

branko.cabric@gmail.com

 

 

 

 

 

 

Share

Leave a Reply

Looking for something?

Use the form below to search the site:

Still not finding what you're looking for? Drop a comment on a post or contact us so we can take care of it!

preporučite nas

Share