互聯網末日?若發生強烈的太陽磁暴,全球互聯網可能長期癱瘓

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電子技術的發明是人類最偉大的發明之一,得益於電波、激光的傳播速度,使得國際間的信息交流十分便捷,短時間內可以傳遞的信息量也很龐大,還提升瞭人類的算力,使得地球成為瞭“地球村”。但是網絡並不是完全安全的。

據德國之聲電臺網站9月18日報道,美國加利福尼亞大學歐文分校計算機系助理教授桑吉莎·阿卜杜·喬蒂在一篇題為《太陽超級磁暴:準備迎接互聯網末日》的論文中警告稱,假如發生強烈的太陽磁暴,受威脅的不僅僅是人造衛星和地面電網,國際互聯網也會陷入長期癱瘓。這會導致國際間的交流嚴重受影響,除瞭直接造成互聯網系統的損壞,還會間接導致大量的經濟損失。

太陽磁暴是隨著能量爆發出來的含有能量的電子束等,伴隨著X射線、強烈的紫外線等,就像太陽風一樣,還攜帶著大量的帶電粒子。通常情況下,因為地球的大氣層、磁場,大量的帶電粒子會被屏蔽或者偏移,到達地面的就大大減少。所以我們人類的電子設施可以高效率地運轉,除瞭人為的因素,一般不會出現大范圍的網絡受影響。但這種穩定並不是永久的。

太陽的本身就存在一定的周期,大概是這樣的:恒星的質量龐大,物質會在引力作用下收縮坍塌,這是導致恒星內部核聚變被點燃的原因之一,但是核聚變又是強烈的爆發能量的搓成,又會阻止物質的收縮,所以恒星在一定時期內的穩定其實就是引力的收縮和核聚變爆發威力之間的平衡。但是卻存在一定的小周期,太陽周期大概是11年左右。

具體是這樣的,太陽的物質收縮會導致內部壓力、溫度增加,核聚變的威力就增強,爆發出更多的能量推動物質遠離太陽,可物質變得稍微疏松之後核聚變的強度又降低瞭,那麼物質的引力又占瞭優勢又開始收縮,這種現象導致太陽的大小並不是絕對恒定的,爆發的能量也不是絕對恒定的,所以產生的帶電粒子流等的強度也不是一定的。一般情況下,地球人類的設施都能抵抗。

帶電就意味著會對人類的電子、電力設備產生一定的沖擊,在沖擊電力設施的時候可能導致短時間內電容量超過上限,導致電路損壞,而電子設備的高集成度的芯片在沖擊下也容易燒毀。在太陽黑子、耀斑等爆發的時候,太陽的能量釋放相對不均衡,太陽的局部就會爆發出很強的磁暴,太陽風裹挾著大量的帶電粒子對人類的電力、電子設施造成影響。

迄今為止人類觀測到的最強烈的一次磁暴發生在1859年,當時美國的電信通信系統也剛剛開始建設,而這場磁暴卻使美國的電信一度中斷,而且還在羅馬、夏威夷等維度並不是很高的地方產生瞭極光,極光就是帶電粒子和地球磁場以及大氣層作用的結果,一般隻出現在南北極等高維度地帶。

低緯度都出現瞭極光現象,足以說明當時的磁暴有多厲害。在1889年,另外一場嚴重的磁暴爆發瞭,它導致加拿大魁北克省電網癱瘓,停電9小時令600萬民眾飽受困擾。而這種現象未來還會存在,因為太陽就像一顆不定時的炸彈,雖然我們感受到的陽光的威力差不多,可是電子束的強度卻差別很大很大。正常時,就比如現在沒有任何影響,可是黑子爆發的時候卻可能造成局部地區網絡中斷。

人類現在抵禦天災的能力已經很強瞭,也加強瞭網絡的維護,註重網絡的保護,但是一些專傢對現階段人類所做的事情還是存在不滿,專傢指出,當前缺少針對強烈太陽磁暴對國際互聯網的基礎設施進行預防性設計。她說:“我們對太陽磁暴造成損害的瞭解還很有限。缺乏保護的衛星通信、每隔50至150公裡設置的海底電纜中繼設備將面臨特別的威脅。”

專傢也提出瞭一些建設性的意見,比如將網絡光纜更多地建設在低緯度地帶,因為地磁對帶電粒子的偏轉導致高維度的磁暴現象更嚴重;建設更多的網絡節點和縮短不同節點間的距離,一是增加瞭抗風險的能力,二是降低瞭意外發生時維修的難度,一小段出問題總好過一大段出問題。不過這些措施雖然可行,卻需要很多國傢一起努力建設起更加密集、抗風險能力更高的網絡模式。

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  • 本文由 发表于 2021年10月3日
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