Milutin Milanković (a veces anglicanizado como Milutin Milankovitch ; cirílico serbio : Милутин Миланковић , pronunciado [milǔtin milǎːnkoʋitɕ] ; 28 de mayo de 1879 - 12 de diciembre de 1958) fue un matemático , astrónomo , climatólogo , geofísico , ingeniero civil y divulgador científico serbio .
Milanković realizó dos contribuciones fundamentales a la ciencia mundial. La primera contribución es el "Canon de la insolación terrestre ", que caracteriza los climas de todos los planetas del Sistema Solar . La segunda contribución es la explicación de los cambios climáticos a largo plazo de la Tierra causados por los cambios en la posición de la Tierra en comparación con el Sol , ahora conocidos como ciclos de Milankovitch . Esto explica en parte las eras glaciales que ocurrieron en el pasado geológico de la Tierra, así como los cambios climáticos en la Tierra que se pueden esperar en el futuro.
Fundó la climatología planetaria calculando las temperaturas de las capas superiores de la atmósfera terrestre, así como las condiciones de temperatura en los planetas del sistema solar interior, Mercurio , Venus , Marte y la Luna , así como la profundidad de la atmósfera de los planetas exteriores. Demostró la interrelación entre la mecánica celeste y las ciencias de la Tierra y permitió una transición coherente de la mecánica celeste a las ciencias de la Tierra y la transformación de las ciencias descriptivas en exactas .
Profesor distinguido de matemáticas aplicadas y mecánica celeste en la Universidad de Belgrado , [2] Milanković fue director del Observatorio de Belgrado , miembro de la Comisión 7 de mecánica celeste de la Unión Astronómica Internacional y vicepresidente de la Academia Serbia de Ciencias y Artes . [3] Comenzó su carrera como ingeniero de construcción, mantuvo un interés en la construcción durante toda su vida y trabajó como ingeniero estructural y supervisor en una serie de construcciones de hormigón armado en toda Yugoslavia . Registró múltiples patentes relacionadas con esta área. [3]
Milutin Milanković nació en el pueblo de Dalj , un asentamiento a orillas del Danubio en lo que entonces era parte del Imperio austrohúngaro . Milutin y su hermana gemela eran los mayores de siete hijos criados en una familia serbia. Su padre era un comerciante, terrateniente y político local que murió cuando Milutin tenía ocho años. Como resultado, Milutin y sus hermanos fueron criados por su madre, su abuela y un tío. Sus tres hermanos murieron de tuberculosis a una edad temprana. Como su salud era inestable, Milutin recibió su educación primaria en casa (en "el aula sin paredes"), aprendiendo de su padre Milan, profesores privados y de numerosos parientes y amigos de la familia, algunos de los cuales eran filósofos, inventores y poetas de renombre. Asistió a la escuela secundaria en la cercana Osijek , completándola en 1896.
En octubre de 1896, a los diecisiete años, se trasladó a Viena para estudiar Ingeniería Civil en la TU Wien y se graduó en 1902 con las mejores notas. En sus memorias, Milanković escribió sobre sus clases de ingeniería: "El profesor Czuber nos enseñaba matemáticas. Cada frase suya era una obra maestra de lógica estricta, sin ninguna palabra de más, sin ningún error". Después de graduarse y pasar el año obligatorio en el servicio militar, Milanković pidió dinero prestado a un tío para pagar estudios adicionales de ingeniería en la TU Wien. Investigó sobre el hormigón y escribió una evaluación teórica del mismo como material de construcción. A los veinticinco años, su tesis doctoral se tituló Contribución a la teoría de las curvas de presión (Beitrag zur Theorie der Druckkurven) y su implementación permitió evaluar la forma y las propiedades de las curvas de presión cuando se aplica una presión continua, lo que es muy útil en la construcción de puentes, cúpulas y estribos. [4] Su tesis fue defendida con éxito el 12 de diciembre de 1904; los miembros del tribunal examinador fueron Johann Emanuel Brik, Josef Finger , Emanuel Czuber y Ludwig von Tetmajer . Luego trabajó para una empresa de ingeniería en Viena, utilizando sus conocimientos para diseñar estructuras.
A principios de 1905, Milanković comenzó a trabajar en la empresa de Adolf Baron Pittel Betonbau-Unternehmung en Viena. Construyó presas, puentes, viaductos, acueductos y otras estructuras de hormigón armado en toda Austria-Hungría. El resultado fue particularmente evidente en el extraordinario diseño [ aclaración necesaria ] de un acueducto de hormigón armado para una central hidroeléctrica en Sebeș , Transilvania , que Milanković diseñó al comienzo de su carrera.
Patentó un nuevo tipo de techo nervado de hormigón armado y publicó el primer artículo sobre hormigón armado, titulado "Contribución a la teoría de pilares armados con armadura". Publicó el segundo artículo sobre el mismo tema basado en nuevos resultados en 1906. En 1908, publicó un artículo titulado "Sobre membranas de la misma oposición" en el que demuestra que la forma ideal para un depósito de agua de paredes de igual espesor es la de una gota de agua. [5] Sus seis patentes fueron reconocidas oficialmente y su reputación en la profesión fue enorme, aportándole una abundante riqueza financiera.
Milanković continuó ejerciendo la ingeniería civil en Viena hasta el 1 de octubre de 1909, cuando recibió una oferta de la Universidad de Belgrado para trabajar como profesor asociado en el Departamento de Matemáticas Aplicadas , que comprendía tres ramas básicas: mecánica racional , mecánica celeste y física teórica . Aunque continuó con sus investigaciones sobre diversos problemas relacionados con la aplicación del hormigón armado, decidió concentrarse en la investigación fundamental.
Milanković continuó con sus trabajos de diseño y construcción cuando se trasladó al Reino de Serbia . En 1912, Milanković aceptó la invitación de su compañero de estudios de la Universidad Técnica de Viena y propietario de la empresa constructora Petar Putnik para crear un proyecto de puentes en las costas rocosas de la futura ruta del ferrocarril Niš - Knjaževac , en el valle de Timok a través del desfiladero de Nisevac. Milanković, a quien le gustó mucho esta idea, pronto elaboró los cálculos estructurales para todos los puentes con arcos de hormigón armado.
Mientras estudiaba las obras del climatólogo contemporáneo Julius von Hann , Milanković notó un problema significativo, que se convirtió en uno de los principales objetos de su investigación científica: una misteriosa edad de hielo . [7] La idea de posibles cambios climáticos relacionados con la astronomía fue considerada primero por los astrónomos ( John Herschel , 1792-1871) y luego postulada por los geólogos ( Louis Agassiz , 1807-1873). Paralelamente, también hubo varios intentos de explicar el cambio climático por la influencia de fuerzas astronómicas (la más completa de ellas fue la teoría presentada por James Croll en 1875). [8] Milanković estudió las obras de Joseph Adhemar, cuya teoría pionera sobre los orígenes astronómicos de las edades de hielo fue rechazada formalmente por sus contemporáneos, y James Croll, cuyo trabajo fue efectivamente olvidado incluso después de ser aceptado por contemporáneos como Charles Darwin . [9] [8] A pesar de disponer de datos valiosos sobre la distribución de las eras glaciales en los Alpes , los climatólogos y geólogos no pudieron descubrir las causas básicas; es decir, las diferentes insolaciones de la Tierra durante eras pasadas quedaron fuera del alcance de estas ciencias. Pero Milanković decidió seguir su camino e intentar calcular correctamente la magnitud de tales influencias. Milanković buscó la solución de estos complejos problemas en el campo de la geometría esférica , la mecánica celeste y la física teórica .
Comenzó a trabajar en él en 1912, después de darse cuenta de que "la mayor parte de la meteorología no es más que una colección de innumerables hallazgos empíricos, principalmente datos numéricos, con rastros de física utilizados para explicar algunos de ellos... Las matemáticas eran aún menos aplicadas, nada más que cálculo elemental... Las matemáticas avanzadas no tenían ningún papel en esa ciencia..." [10] Su primer trabajo describió el clima actual en la Tierra y cómo los rayos del Sol determinan la temperatura en la superficie de la Tierra después de pasar por la atmósfera . Publicó el primer artículo sobre el tema titulado "Contribución a la teoría matemática del clima" en Belgrado en abril de 1912. [11] Su siguiente artículo se tituló " Distribución de la radiación solar en la superficie de la Tierra " y se publicó en junio de 1913. [12] En diciembre de ese año, este artículo fue leído por Wilhelm Wien , y pronto se publicó en la revista alemana Annalen der Physik . [13] Calculó correctamente la intensidad de la insolación y desarrolló una teoría matemática que describe las zonas climáticas de la Tierra. [14] Su objetivo era una teoría integral, matemáticamente precisa, que conectara los regímenes térmicos de los planetas con su movimiento alrededor del Sol. Escribió: "...tal teoría nos permitiría ir más allá del alcance de las observaciones directas, no sólo en el espacio, sino también en el tiempo... Permitiría la reconstrucción del clima de la Tierra, y también sus predicciones, así como darnos los primeros datos fiables sobre las condiciones climáticas en otros planetas".
Publicó un artículo titulado "El problema de la teoría astronómica de las edades de hielo" en 1914. [15] El 14 de junio de 1914, Milanković se casó con Kristina Topuzović y se fue de luna de miel a su pueblo natal de Dalj en Austria-Hungría, donde se enteró del asesinato de Sarajevo que fue la causa de la crisis de julio . Mientras tanto, el Imperio austrohúngaro comenzó a concentrar tropas en los Balcanes cerca de la frontera con el Reino de Serbia en preparación para una invasión . En ese momento, fue arrestado como ciudadano de Serbia, y al principio pasó seis semanas bajo arresto domiciliario, pero finalmente fue encarcelado y más tarde enviado a un campo de prisioneros de guerra (K. u. K. Interienirungslager en Nezsider), [16] [17] Hungría (hoy Neusiedl am See , Austria). Describió su primer día en prisión, donde esperaba ser llevado a la fortaleza de Esseg como prisionero de guerra, con las siguientes palabras:
... Sentado en la cama, miré a mi alrededor y comencé a sincronizarme con mi nueva posición social... En la maleta tenía mis trabajos impresos y mis notas sobre el problema cósmico, también había papel en blanco y comencé a escribir. Era pasada la medianoche cuando me detuve. Miré alrededor de la habitación, preguntándome dónde estaba. Me sentía como si estuviera en una posada en mi viaje por el Universo. [16]
Su esposa viajó a Viena para hablar con Emanuel Czuber , quien era su mentor y un buen amigo. [16] A través de sus conexiones sociales, el profesor Czuber consiguió la liberación de Milanković de la prisión y el permiso para pasar su cautiverio en Budapest con derecho a trabajar. Después de seis meses pasados en el campo de prisioneros, Milanković fue liberado el 24 de diciembre de 1914.
Inmediatamente después de llegar a Budapest, Milanković conoció al director de la Biblioteca de la Academia Húngara de Ciencias , Kálmán Szily, quien, como matemático, aceptó con entusiasmo a Milanković y le permitió trabajar sin interrupciones en la biblioteca de la Academia y en el Instituto Meteorológico Central. [18] [19] Milanković pasó cuatro años en Budapest, casi toda la guerra. [18] Utilizó métodos matemáticos para estudiar el clima actual de los planetas interiores del sistema solar.
Milanković compartía la opinión general de la época de que Marte y Venus contenían agua en su superficie. Esto era un pensamiento lógico, ya que la Tierra tiene agua, Marte tiene casquetes polares y Venus tiene nubes blancas que se unen al vapor de agua . Esto influyó significativamente en sus cálculos sobre las características térmicas básicas del clima de estos dos planetas. En 1916 publicó un artículo titulado "Investigación del clima del planeta Marte". [20] [21] Sabía el tamaño de Marte y su distancia del Sol, pero también que tiene una velocidad de rotación y una orientación del eje similares a las de la Tierra. Milanković calculó que la temperatura media en las capas inferiores de la atmósfera de Marte es de -45 °C (-49 °F) y la temperatura media de la superficie es de -17 °C (1 °F). Además, concluyó que: "Esta gran diferencia de temperatura entre el suelo y las capas inferiores de la atmósfera no es inesperada. La gran transparencia de la radiación solar hace que el clima de Marte sea muy similar al clima de altitudes de nuestra Tierra". En cualquier caso, el trabajo de Milanković sugirió que Marte tiene un clima duro y calmó el creciente entusiasmo sobre la perspectiva de descubrir la presencia de agua líquida en la superficie de Marte. [22] Discutió la posibilidad de vida en Marte y se mostró escéptico de que pudiera tener formas de vida complejas y vegetación . Además de considerar Marte, abordó las condiciones climáticas prevalecientes en Venus y Mercurio . [23] [22]
Según sus propias palabras, Milankovitch desconocía la velocidad de rotación de Venus, la orientación de su eje, así como el espesor y la composición de su atmósfera . Estaba de acuerdo con la sugerencia de Schiaparelli de que Venus tiene un período de rotación lento, igual a la duración de sus órbitas alrededor del Sol, pero era escéptico porque pensaba que Venus perdería su atmósfera durante un día prolongado debido a los efectos de la radiación solar. Finalmente, aceptó las observaciones espectroscópicas de la época que sugerían un período de rotación más corto, similar al de la Tierra. Por lo tanto, consideró un efecto invernadero (vapor de agua) en Venus y calculó la temperatura en el límite exterior de la atmósfera en +25 °C (77 °F), la capa superior en +54 °C (129 °F), la capa media en +70 °C (158 °F) y la capa inferior de la atmósfera en +80 °C (176 °F), así como una temperatura del suelo en +97 °C (207 °F). En su obra literaria A través de mundos y tiempos distantes , describió a Venus con las siguientes palabras:
Aquí estamos en el templo de Isis y Osiris, más magnífico de lo que el propio Schinkel imaginó. Desde su enorme cúpula, recubierta de un delicado mosaico de nácar, una misteriosa luz blanca se derrama sobre el interior de esta casa. Esa cúpula es el cielo de Venus. El Sol nunca es visible en ella, sólo su resplandor plateado. Ni una sola estrella brilla en este cielo; ningún mensajero del universo llega a este santuario... ¿Qué es esto? Una tormenta ruge en mi cabeza, los vasos sanguíneos golpean como mazos, estoy sin aliento. Estás pálida, querida señorita, te tiemblan las piernas, te has desmayado por completo... Medio inconsciente, te llevo, en mis brazos, a nuestra Tierra...
También habló de la posibilidad de que hubiera vida en Venus . Pensó que el misterio de este planeta reside en la respuesta a la pregunta sobre su eje, la velocidad de rotación o cuánto dura un día en Venus.
Sus cálculos de las condiciones de temperatura de la superficie de la vecina Luna son particularmente significativos. Milankovitch sabía que la Luna gira sobre su eje cada 27,32 días, por lo que el día lunar en un lado de la Luna dura unos 13,5 días terrestres. Milankovitch calculó que la temperatura después de una larga noche lunar, a primera hora de la mañana en la Luna, o antes de que el Sol salga por el horizonte, era de -53,8 °C (-64,8 °F). Al mediodía, sube a +97 °C (207 °F), para alcanzar su valor máximo un día terrestre más tarde, +100,5 °C (212,9 °F). Al atardecer, la temperatura baja a -8,8 °C (16,2 °F). Según Milankovitch, durante la noche se produce un enfriamiento repentino.
Entre 1912 y 1917 escribió y publicó siete artículos sobre teorías matemáticas del clima, tanto en la Tierra como en otros planetas. Formuló un modelo climatológico numérico preciso con capacidad para reconstruir el pasado y predecir el futuro, y estableció la teoría astronómica del clima como una teoría matemática generalizada de la insolación. Cuando estos problemas más importantes de la teoría fueron resueltos y se construyó una base sólida para futuros trabajos, Milanković terminó el manuscrito bajo el título Mathematische Grundlagen der kosmischen Strahlungslehre que envió a su mentor, el profesor Czuber, en Viena a finales de 1917. Czuber se puso en contacto con una editorial en Leipzig , pero como a principios de 1918 había escasez de papel, la impresión del libro se canceló. Mientras tanto, Milanković encontró un trabajo regular en 1918 como ingeniero en una empresa de construcción en Budapest.
Después de la Gran Guerra , el Imperio austrohúngaro se desintegró y sobre sus restos se formaron nuevos estados como el Reino de los Serbios, Croatas y Eslovenos , la República de Austria , el Reino de Hungría y la República Checoslovaca . Milanković regresó de Budapest a Belgrado con su familia después de un viaje de tres días en el barco de vapor ″Gizella″ el 19 de marzo de 1919. [16] Continuó su carrera docente, convirtiéndose en profesor titular en la Universidad de Belgrado. Milanković luego, con la ayuda del profesor Ivan Đaja , preparó el texto en francés de esta obra y fue publicada bajo el título "Théorie mathématique des phénomènes thermiques produits par la radiation solaire" ( Teoría matemática de los fenómenos térmicos producidos por la radiación solar ) en 1920 en la edición de la Academia Yugoslava de Ciencias y Artes (hoy HAZU ) de Zagreb y la Gauthier-Villars en París . [18] [24] [25] Ese mismo año, fue elegido miembro correspondiente de la Real Academia Serbia de Ciencias en Belgrado y de la Academia Yugoslava de Ciencias y Artes en Zagreb. [26] [27]
Como consecuencia de la Guerra Civil Rusa , con la llegada de científicos rusos emigrados, la base de personal de la Facultad de Filosofía de la Universidad de Belgrado se amplió. Así, a partir de 1920, Anton Bilimovich (1879-1970), un destacado científico, que vino de Odessa , se hizo cargo de las clases de mecánica racional, y a partir de 1925, las clases de física teórica y teoría vectorial las asumió el recién elegido profesor adjunto Vyacheslav Žardetsky (1896-1962). Entre las dos guerras, Milankovitch enseñó mecánica celeste y ocasionalmente la teoría de la relatividad, y después de la Segunda Guerra Mundial, hasta 1955, cuando se jubiló, enseñó mecánica celeste e historia de la astronomía.
Los trabajos de Milankovitch sobre explicaciones astronómicas de las eras glaciales, especialmente su curva de insolación para los últimos 130.000 años, recibieron el apoyo del climatólogo Wladimir Köppen y del geofísico Alfred Wegener . Köppen destacó la utilidad de la teoría de Milanković para los investigadores paleoclimatológicos . Milanković recibió una carta el 22 de septiembre de 1922 de Köppen, quien le pedía que ampliara sus estudios de 130.000 años a 600.000 años. Aceptó la sugerencia de Köppen de que los veranos fríos eran un factor crucial para la glaciación y acordó calcular el progreso secular de la insolación de la Tierra en el límite exterior de la atmósfera durante los últimos 650.000 años para los paralelos de 55°, 60° y 65° de latitud norte, donde ocurrieron los eventos más importantes de las glaciaciones cuaternarias . [8] Después de desarrollar la maquinaria matemática que le permitía calcular la insolación en cualquier latitud geográfica dada y para cualquier estación anual, Milanković estaba listo para comenzar la realización de la descripción matemática del clima de la Tierra en el pasado. Milanković pasó 100 días haciendo los cálculos y preparó un gráfico de los cambios de la radiación solar en las latitudes geográficas de 55°, 60° y 65° norte durante los últimos 650.000 años. [28] Milankovitch, en sus primeros trabajos, utilizó los valores astronómicos de Stockwell -Pilgram. [15]
Estas curvas mostraban las variaciones de la insolación que se correlacionaban con cuatro glaciaciones alpinas conocidas en ese momento ( glaciación de Gunz , Mindel , Riss y Würm ). Köppen consideró que el enfoque teórico de Milanković sobre la energía solar era un enfoque lógico al problema. Su curva solar fue introducida en un trabajo titulado " Climas del pasado geológico ", publicado por Wladimir Köppen y su yerno Alfred Wegener en 1924. [29] [30] En septiembre de ese año, asistió a la conferencia impartida por Alfred Wegener en el Congreso de Naturalistas Alemanes en Insbruck . [31] Ese mismo año, fue elegido miembro de pleno derecho de la Real Academia de Ciencias de Serbia. El servicio meteorológico del Reino de Yugoslavia se convirtió en miembro de la Organización Meteorológica Internacional - OMI (fundada en Bruselas en 1853 y en Viena en 1873) como predecesora de la actual Organización Meteorológica Mundial , OMM. Milanković sirvió allí durante muchos años como representante del Reino de Yugoslavia.
Milanković puso al Sol en el centro de su teoría, como la única fuente de calor y luz en el Sistema Solar. Consideró tres movimientos cíclicos de la Tierra: excentricidad (ciclo de 100.000 años – Johannes Kepler , 1609), inclinación axial (ciclo de 41.000 años – de 22,1° a 24,5°) y precesión (ciclo de 23.000 años – Hiparco , 130 a. C.). Cada ciclo funciona en una escala de tiempo diferente y cada uno afecta la cantidad de energía solar recibida por los planetas. Tales cambios en la geometría de una órbita conducen a los cambios en la insolación – la cantidad de calor recibida por cualquier punto en la superficie de un planeta. Estas variaciones orbitales , que están influenciadas por la gravedad de la Luna , el Sol, Júpiter y Saturno , forman la base del ciclo de Milankovitch . [32]
Entre 1925 y 1928 Milanković escribió el libro de divulgación científica Through Distant Worlds and Times en forma de cartas a una mujer anónima. [33] La obra analiza la historia de la astronomía, la climatología y la ciencia a través de una serie de visitas imaginarias a varios puntos del espacio y el tiempo por parte del autor y su compañera anónima, que abarcan la formación de la Tierra, civilizaciones pasadas, pensadores famosos de la antigüedad y el renacimiento y sus logros, y el trabajo de sus contemporáneos, Köppen y Wegener. En las "cartas", Milanković amplió algunas de sus propias teorías sobre astronomía y climatología, y describió los complicados problemas de la mecánica celeste de una manera simplificada.
El 14 de diciembre de 1926, Köppen propuso a Milanković ampliar sus cálculos a un millón de años y enviar sus resultados a Barthel Eberl, un geólogo que estudiaba la cuenca del Danubio, ya que la investigación de Eberl había desenterrado algunas evidencias de glaciaciones anteriores de hace más de 650.000 años. Eberl publicó todo esto en Augsburgo en 1930 junto con las curvas de Milanković. En 1927, Milanković recibió una oferta de Köppen para colaborar en el Manual de climatología (Handbuch der Klimatologie), que fue editado por el propio Köppen. Ese mismo año, Milanković le pidió a su colega y amigo, Vojislav Mišković , que colaborara en el trabajo y calculara valores astronómicos basados en el método de Le Verrier . Mišković fue un astrónomo reconocido del Observatorio de Niza , que se convirtió en el jefe del Observatorio Astronómico de la Universidad de Belgrado y profesor de Astronomía Teórica y Práctica. [31] Después de casi tres años, Mišković y su personal completaron el cálculo de los valores astronómicos basados en el método de Le Verrier y utilizando las masas de los planetas como se conocían en ese momento. [34] Milanković utilizó estos valores en sus trabajos posteriores. [15] Posteriormente, Milanković escribió la parte introductoria de Ciencia matemática del clima y teoría astronómica de las variaciones del clima ( Mathematische Klimalehre und Astronomische Theorie der Klimaschwankungen ), publicada por Köppen ( Handbook of Climatology ; Handbuch der Klimalogie Band 1 ) en 1930 en alemán y traducida al ruso en 1939. [15]
En 1935 Milanković publicó el libro Mecánica celeste . [35] [36] Este libro de texto utilizó el cálculo vectorial sistemáticamente para resolver problemas de mecánica celeste. [37] Su contribución original a la mecánica celeste se llama sistema de elementos vectoriales de Milanković de órbitas planetarias. Redujo seis elementos elípticos lagrangianos - laplacianos a dos vectores que determinan la mecánica de los movimientos planetarios. El primero especifica el plano orbital del planeta, el sentido de revolución del planeta y el parámetro de la elipse orbital; el segundo especifica el eje de la órbita en su plano y la excentricidad orbital. Al aplicar esos vectores simplificó significativamente el cálculo y obtuvo directamente todas las fórmulas de la teoría clásica de perturbaciones seculares . Milanković, de una manera simple pero original, dedujo primero la ley de gravitación de Newton a partir de las leyes de Kepler. Luego Milanković trató los problemas de dos cuerpos y de muchos cuerpos de la mecánica celeste.
Aplicó el cálculo vectorial de la mecánica cuántica a la mecánica celeste. [38]
Mientras tanto, en 1936 asistió al Tercer Simposio de la Unión Internacional para la Investigación Cuaternaria (INQUA) en Viena. [31]
En el período de 1935 a 1938 Milanković calculó que la capa de hielo dependía de los cambios en la insolación. Logró definir la relación matemática entre la insolación de verano y la altitud de la línea de nieve. [15] De esta manera definió el aumento de nieve que se produciría como consecuencia de cualquier cambio dado en la insolación de verano. Publicó sus resultados en el estudio " Nuevos resultados de la teoría astronómica de los cambios climáticos " en 1938. [15] Los geólogos recibieron un gráfico que presentaba altitudes limítrofes de la capa de hielo para cualquier período de tiempo durante los últimos 600.000 años. André Berger y Jacques Laskar desarrollaron más tarde esta teoría.
Las conversaciones con Wegener , el autor de la teoría de la deriva continental , hicieron que Milanković se interesara por el interior de la Tierra y el movimiento de los polos, por lo que le dijo a su amigo que investigaría la deriva polar. En noviembre de 1929, Milanković recibió una invitación del profesor Beno Gutenberg de Darmstadt para colaborar en un manual de diez volúmenes sobre geofísica y publicar sus puntos de vista sobre el problema de las variaciones seculares de los polos de rotación de la Tierra. Wegener presentó una amplia evidencia empírica en su trabajo científico sobre los "grandes eventos" durante el pasado de la Tierra. Sin embargo, uno de los principales hallazgos que especialmente preocupó a Wegener y luego a Milankovitch fue el descubrimiento de grandes reservas de carbón en las islas Svalbard , en el océano Ártico , que no podrían formarse en la latitud actual de estas islas. Mientras tanto, Wegener murió en noviembre de 1930 durante su cuarta expedición a Groenlandia . [39] Milanković se convenció de que los continentes "flotan" sobre una subsuperficie algo fluida y que las posiciones de los continentes con respecto al eje de rotación afectan la fuerza centrífuga de la rotación y pueden desequilibrar el eje y obligarlo a moverse. [40] La tragedia de Wegener motivó además a Milanković a perseverar en la solución del problema de la desviación polar.
Milanković comenzó a trabajar en el problema de la forma de la Tierra y la posición de los polos terrestres en 1932 y 1933 por sugerencia de Alfred Wegener. Consideró la Tierra en su conjunto como un cuerpo fluido , que en el caso de fuerzas de corta duración se comporta como un cuerpo sólido , pero bajo una influencia se comporta como un cuerpo elástico . [41] Utilizando el análisis vectorial, hizo un modelo matemático de la Tierra para crear una teoría del movimiento secular de los polos terrestres. Derivó la ecuación de la trayectoria secular de un polo terrestre y también la ecuación del movimiento de los polos a lo largo de esta trayectoria. Su ecuación, también conocida como el teorema de Milankovitch, es v = n grad Ω . [42]
Las ecuaciones condujeron además a la determinación de los 25 puntos más característicos con trayectorias polares para ambos hemisferios. Este cálculo matemático llevó a Milanković a 16 puntos importantes del pasado que forman parte de las primeras exploraciones; 8 puntos desencadenaron exploraciones futuras. Dibujó un mapa de la trayectoria de los polos durante los últimos 300 millones de años y afirmó que los cambios ocurren en el intervalo de 5 millones de años (mínimo) a 30 millones de años (máximo). [43] Encontró que la trayectoria secular del polo depende solo de la configuración de la capa exterior terrestre y la posición instantánea del polo en ella, más precisamente de la geometría de la masa de la Tierra. [44] Sobre esta base, pudo calcular la trayectoria secular del polo. Además, basándose en el modelo de Milanković, los bloques continentales se hunden en su base "fluidal" subyacente y se deslizan, "apuntando a lograr" el equilibrio isostático . [45] En su conclusión sobre este problema, escribió: Para un observador extraterrestre, el desplazamiento del polo se produce de tal manera que el eje de la Tierra mantiene su orientación en el espacio, pero la corteza terrestre se desplaza sobre su sustrato. [46] Milankovitch publicó su artículo sobre el tema titulado "Trayectoria numérica de los cambios seculares de la rotación de los polos" en Belgrado en 1932.
Milanković escribió cuatro secciones del "Manual de Geofísica" de Gutenberg (Handbuch der Geophysik):
La conferencia sobre el aparente desplazamiento de los polos se celebró en un congreso de matemáticos balcánicos en Atenas en 1934. Ese mismo año, se celebró en Belgrado una conferencia dedicada a la obra de Alfred Wegener bajo el título Movimiento de los polos de la Tierra. Un recuerdo a Alfred Wegener , que también se publicó con el mismo nombre.
El trabajo de Milankovitch sobre este tema fue criticado desde el principio. [47] La trayectoria de errancia polar de Milankovitch fue un tema de debate después de la Segunda Guerra Mundial. [48]
Sin embargo, en los años 1950 y 1960, el desarrollo de una nueva disciplina científica en geofísica conocida como paleomagnetismo condujo a la obtención de evidencias clave basadas en el estudio de los registros del campo magnético de la Tierra en las rocas a lo largo del tiempo geológico. Las evidencias paleomagnéticas, tanto las inversiones como los datos de desplazamiento polar, llevaron al resurgimiento de las teorías de la deriva continental y su transformación en tectónica de placas en los años 1960 y 1970.
Para recopilar su trabajo científico sobre la teoría de la radiación solar que se encontraba disperso en muchos libros y artículos, Milanković comenzó el trabajo de su vida en 1939. [49] [34] Este tomo se titulaba "Canon de la insolación de la Tierra y su aplicación al problema de las edades de hielo", que cubría sus casi tres décadas de investigación, incluyendo una gran cantidad de fórmulas, cálculos y esquemas, pero también resumía las leyes universales a través de las cuales era posible explicar el cambio climático cíclico: sus homónimos ciclos de Milankovitch . [50]
Milanković pasó dos años organizando y escribiendo el "Canon". El manuscrito fue enviado a imprenta el 2 de abril de 1941, cuatro días antes del ataque de la Alemania nazi y sus aliados al Reino de Yugoslavia . En el bombardeo de Belgrado del 6 de abril de 1941, la imprenta donde se estaba imprimiendo su obra fue destruida; sin embargo, casi todo el papel impreso permaneció intacto en el almacén de impresión. Después de la exitosa ocupación de Serbia el 15 de mayo de 1941, dos oficiales alemanes y estudiantes de geología fueron a ver a Milanković a su casa y le trajeron saludos del profesor Wolfgang Soergel de Friburgo . Milanković les dio la única copia impresa completa del "Canon" para que se la enviaran a Soergel, para asegurarse de que su obra se preservara. Milanković no participó en el trabajo de la universidad durante la ocupación, y después de la guerra fue reinstalado como profesor.
El "Canon" fue publicado en 1941 [51] por la Real Academia Serbia , 626 páginas en cuarto, y fue impreso en alemán como "Kanon der Erdbestrahlung und seine Anwendung auf das Eiszeitenproblem". [51] Los títulos de las seis partes del libro son:
Durante la ocupación alemana de Serbia, de 1941 a 1944, Milanković se retiró de la vida pública y decidió escribir una «historia de su vida y de su obra» que fuera más allá de los temas científicos, incluyendo su vida personal y el amor de su padre, que murió en su juventud. Su autobiografía se publicaría después de la guerra, con el título «Recuerdos, experiencias y visión», en Belgrado en 1952. [52]
Después de la guerra, en 1947, el único hijo de Milanković emigró de la nueva Yugoslavia comunista vía París , Londres y Egipto a Australia . Milanković nunca volvería a ver a su hijo y la única forma de correspondencia entre ellos sería a través de cartas. Milanković fue vicepresidente de la Academia Serbia de Ciencias (1948-1958). En 1948, la Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional se celebró en Zúrich . [53] Milankovich figura como miembro de la Comisión 7 de Mecánica Celeste, y “V. Mishkovitch” como miembro de la Comisión 19 de Variación de Latitud y la Comisión 20 de Planetas Menores. [54] Durante un corto período, fue el jefe del Observatorio de Belgrado (1948 - 1951). En ese momento, comenzó la Guerra Fría entre las potencias nucleares . En 1953, estuvo en el Congreso de la Unión Internacional para la Investigación del Cuaternario (INQUA) celebrado en Roma . [55] Ese mismo año se convirtió en miembro del Instituto Italiano de Paleontología . En noviembre de 1954, cincuenta años después de recibir su diploma original, recibió el diploma de Doctor de Oro de la Universidad Técnica de Viena. En 1955, también fue elegido miembro de la Academia Alemana de Naturalistas "Leopoldina" en Halle , Sajonia-Anhalt .
Al mismo tiempo, Milankovitch comenzó a publicar numerosos libros y manuales sobre la historia de la ciencia, entre ellos Isaac Newton y los Principia de Newton (1946), Los fundadores de las ciencias naturales Pitágoras – Demócrito – Aristóteles – Arquímedes (1947), Historia de la astronomía – desde sus inicios hasta 1727 (1948), A través del imperio de la ciencia – imágenes de las vidas de grandes científicos (1950), Veintidós siglos de química (1953) y Tecnología en la antigüedad (1955).
En 1955 Milankovitch se retiró de su puesto como profesor de mecánica celeste e historia de la astronomía en la Universidad de Belgrado. Ese mismo año publicó su último trabajo, que no pertenece a las ciencias naturales, sino a su profesión original, la ingeniería estructural. El trabajo se titulaba La Torre de Babel de la tecnología moderna . En este trabajo Milankovitch calculó el edificio más alto posible en nuestra Tierra. Se inspiró en la obra de Pieter Bruegel el Viejo La Torre de Babel (la versión más antigua se encuentra en Viena). El edificio tendría un radio de base de 112,84 km y una altura de 21.646 m. Dado que el edificio penetra en la Tierra 1,4 km, tendría una altura de 20,25 km sobre la superficie terrestre. En la parte superior, habría una amplia plataforma para una estación meteorológica y astronómica.
En septiembre de 1957, Milutin sufrió un derrame cerebral y murió en Belgrado en 1958. [56] Está enterrado en el cementerio de su familia en Dalj . [ cita requerida ]
Tras la muerte de Milanković, la mayor parte de la comunidad científica empezó a cuestionar su "teoría astronómica" y dejó de reconocer los resultados de sus investigaciones. Pero diez años después de su muerte y cincuenta años después de su primera publicación, la teoría de Milanković volvió a tomarse en consideración. Su libro fue traducido al inglés con el título "Canon of Insolation of the Ice-Age Problem" en 1969 por el Programa Israelí de Traducciones Científicas, y fue publicado por el Departamento de Comercio de los Estados Unidos y la Fundación Nacional de Ciencias en Washington, DC [57].
Al principio, el reconocimiento llegó lentamente, pero más tarde, la teoría demostró ser precisa. El Proyecto CLIMAP (Clima: Investigación, Cartografía y Producción a Largo Plazo) finalmente resolvió la disputa y demostró la teoría de los ciclos de Milankovitch. En 1972, los científicos compilaron una escala de tiempo de los eventos climáticos en los últimos 700.000 años a partir de núcleos de aguas profundas. Realizaron el análisis de los núcleos y cuatro años después, llegaron a la conclusión de que en los últimos 500.000 años, el clima ha cambiado dependiendo de la inclinación del eje de rotación de la Tierra y su precesión . [58] En 1988, un nuevo proyecto importante COHMAP (Proyecto Cooperativo de Cartografía del Holoceno) reconstruyó los patrones del cambio climático global durante los últimos 18.000 años, demostrando nuevamente el papel clave de los factores astronómicos. [59] En 1989, el proyecto SPECMAP (Spectral Mapping Project), demostró que los cambios climáticos son respuestas a los cambios en la radiación solar de cada uno de los tres ciclos astronómicos. [60]
En 1999, se demostró que las variaciones en la composición isotópica del oxígeno en los sedimentos del fondo del océano siguen la teoría de Milankovitch. [61] [62] Hay otros estudios recientes que indican la validez de la teoría original de Milankovitch. [63] Aunque el forzamiento orbital del clima de la Tierra es bien aceptado, los detalles de cómo los cambios inducidos orbitalmente en la insolación afectan al clima son objeto de debate. [ cita requerida ]
Milanković fue autor de dos artículos sobre la relatividad. Escribió su primer artículo "Sobre la teoría del experimento de Michelson" en 1924. Estuvo investigando sobre esta teoría desde 1912. Sus artículos sobre este tema fueron sobre la relatividad especial y ambos sobre el experimento de Michelson (ahora conocido como el experimento de Michelson-Morley ) que produjo evidencia sólida contra la teoría del éter . A la luz del experimento de Michelson, discutió sobre la validez del segundo postulado de la teoría especial de la relatividad , que la velocidad de la luz es la misma en todos los marcos de referencia. [64]
Milanković propuso un calendario juliano revisado en 1923. [65] [66] [67] Hizo que los años centenarios fueran bisiestos si la división por 900 dejaba un resto de 200 o 600, a diferencia de la regla gregoriana que requería que la división por 400 no dejara un resto. (En ambos sistemas, los años 2000 y 2400 son bisiestos). En mayo de 1923, un congreso de algunas iglesias ortodoxas orientales adoptó el calendario; [68] [69] sin embargo, solo la eliminación del 1 al 13 de octubre de 1923 y el algoritmo revisado del año bisiesto fueron adoptados por varias iglesias ortodoxas orientales. Las fechas de Pascua y días festivos relacionados todavía se calculan utilizando el calendario juliano. En el momento de la propuesta de Milanković, se sospechaba que el período de rotación de la Tierra podría no ser constante, pero no fue hasta el desarrollo de los relojes de cuarzo y atómicos a partir de la década de 1930 que esto pudo probarse y cuantificarse. [70] La variación en el período de rotación de la Tierra es la causa principal de la inexactitud a largo plazo tanto en el calendario gregoriano como en el juliano revisado. [71]
El 25 de junio de 1923 se le concedió la Orden de San Sava , 3er grado. En 1925, se le concedió la Orden Nichan Iftikhar de Túnez , 3er grado. En 1929, a propuesta del Ministerio de Finanzas, se le concedió la Orden del Águila Blanca , 5º grado. En 1935, se le concedió la condecoración griega: la Cruz del Comandante del Batallón Fénix . El 20 de diciembre de 1938 se le concedió la Orden Real de la Corona Yugoslava, 3er grado. En 1965, la Academia de Ciencias de la Unión Soviética nombró a un cráter de impacto en el lado oculto de la Luna como Milankovic , lo que luego fue confirmado en la 14.ª Asamblea General de la IAU en 1970. Su nombre también se le da a un cráter en Marte en la 15.ª Asamblea General de la IAU en 1973. Desde 1993, la Medalla Milutin Milankovic ha sido otorgada por la Sociedad Geofísica Europea (llamada EGU desde 2003) por contribuciones en el área del clima y modelado a largo plazo. [72] [73] Un asteroide del cinturón principal descubierto en 1936 también ha sido denominado 1605 Milankovitch . En la NASA , en su edición de " Sobre los hombros de gigantes ", Milanković ha sido clasificado entre las quince mentes más brillantes de todos los tiempos en el campo de las ciencias de la Tierra. [74]
Milanković era un gran admirador de Nikola Tesla . En nombre de cinco académicos, Milutin Milanković escribió una recomendación para que Nikola Tesla fuera elegido miembro de pleno derecho de la Real Academia Serbia, lo que se hizo en una reunión ceremonial el 7 de marzo de 1937. [75]
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