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研究警告，下一場太陽風暴可能會導致網絡癱瘓？答案會是這樣嗎？

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2022年10月26日 -
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據研究表明，連接大洲的海底電纜很可能遭受數月的斷聯。 
（圖解：太陽風暴也叫做日冕拋射物質CEM，於2012年8月爆發（圖片來源NASA Goddard)）
太陽源源不斷的發出充滿著帶電粒子的太陽風。 一般而言，我們地球的磁場保護罩阻擋了太陽風對地球生物造成的危害，那些帶電粒子順勢進入了兩極，留下了美麗的極光。 
但也有些時候，大約幾個世紀前，太陽風變成了巨大的太陽風暴，根據SIGCOMM 2021上新的研究表明，這樣極端的太空環境對於我們的日常生活可能是毀滅性的。 
總之，一些嚴重的太陽風暴可以立馬讓這個世界陷入網絡大災難中，這會一下子導致國家掉線斷網並維持數周甚至幾個月。 Sangeetha Abdu Jyothi,加州一位助教在他的研究報告（這份研究報告已經在同行評審期刊中發表）中這樣寫道：“這場疫情讓我真正了解了這個對於一切准備不充分的世界，我們並沒有協議規定來高效的處理這樣的問題，我們的網絡也是這樣一回事。 
”Abdu Jyothi告訴《天文在線》：“我們的基礎設施並不足以應付劇烈的太陽風暴。 ”部分的原因是劇烈的太陽風暴（也被稱為日冕物質拋射）罕見至極，科學家估計了能直接影響到地球的太陽風暴發生的概率，每十年大概在1.6%到百分之12%之間，Abdu Jyothi的研究表明。 
隨著時代的發展，人類對網絡越發依賴，但在地磁暴對基礎設施影響這方面的研究還是一片空白。 Abdu Jyothi表示，她嘗試著找出相關基礎設施中最脆弱的部分。 
好消息是，地區的網絡連接很有可能降低基礎設施損壞的風險，因為光纖並不會受到地磁影響產生電流。 
然而，連接洲際的海底電纜就沒有那麼幸運了。 這些電纜配有加強信號的中繼器，每個中繼器間隔50-150公裏。 這些中繼器對地磁十分敏感，即使只有其中一個出現了問題，整條海底電纜也會癱瘓罷工。 如果一個地區很多的海底電纜都癱瘓了，這整一個大洲就會和另一個失去聯系。 
Abdu Jyothi 表示，高海拔的國家比如美國英國更容易受到太陽風暴的影響，這些高海拔的國家也更容易發生網絡癱瘓。 很難預測修複這些海底電纜要花費多久，大規模的網絡斷聯持續數周或幾個月是有可能的。 
於此同時，數以百萬的人也將會丟失他們的工作。 “據估計，美國一天因為互聯網中斷造成損失超過70億美元” Abdu Jyothi表示，“如果網絡中斷幾個星期甚至幾個月，那又會怎麼樣呢？”
相關知識
太陽風（英語：solar wind）特指由太陽上層大氣射出的超高速等離子體（帶電粒子）流。 非出自太陽的類似帶電粒子流也常稱為“恒星風”。 
在太陽日冕層的高溫（幾百萬開氏度）下，氫、氦等原子已經被電離成帶正電的質子、氦原子核和帶負電的自由電子等。 這些帶電粒子運動速度極快，以致不斷有帶電的粒子掙脫太陽的引力束縛，射向太陽的外圍，形成太陽風。 太陽風的速度一般在200-800km/s。 一般認為在太陽極小期，從太陽的磁場極地附近吹出的是高速太陽風，從太陽的磁場赤道附近吹出的是低速太陽風。 太陽的磁場的活動是會變化的，周期大約為11年。 
太陽風一詞是在1950年代被尤金·派克提出。 但是直到1960年代才證實了它的存在。 長期觀測發現，當太陽存在冕洞時，地球附近就能觀測到高速的太陽風。 因此天文學家認為高速太陽風的產生與冕洞有密切的關系。 太陽表面的磁場及等離子體活動對地球有很重要的影響。 當太陽發生強烈的活動時，大量的帶電粒子隨著太陽風吹向地球的兩極，就會在兩極的電離層引發美麗的極光。 
BY: Brandon Specktor
FY: 去年今日
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據研究表明，連接大洲的海底電纜很可能遭受數月的斷聯。

（圖解：太陽風暴也叫做日冕拋射物質CEM，於2012年8月爆發（圖片來源NASA Goddard)）

太陽源源不斷的發出充滿著帶電粒子的太陽風。一般而言，我們地球的磁場保護罩阻擋了太陽風對地球生物造成的危害，那些帶電粒子順勢進入了兩極，留下了美麗的極光。

但也有些時候，大約幾個世紀前，太陽風變成了巨大的太陽風暴，根據SIGCOMM 2021上新的研究表明，這樣極端的太空環境對於我們的日常生活可能是毀滅性的。

總之，一些嚴重的太陽風暴可以立馬讓這個世界陷入網絡大災難中，這會一下子導致國家掉線斷網並維持數周甚至幾個月。Sangeetha Abdu Jyothi,加州一位助教在他的研究報告（這份研究報告已經在同行評審期刊中發表）中這樣寫道：“這場疫情讓我真正了解了這個對於一切准備不充分的世界，我們並沒有協議規定來高效的處理這樣的問題，我們的網絡也是這樣一回事。

”Abdu Jyothi告訴《天文在線》：“我們的基礎設施並不足以應付劇烈的太陽風暴。”部分的原因是劇烈的太陽風暴（也被稱為日冕物質拋射）罕見至極，科學家估計了能直接影響到地球的太陽風暴發生的概率，每十年大概在1.6%到百分之12%之間，Abdu Jyothi的研究表明。

隨著時代的發展，人類對網絡越發依賴，但在地磁暴對基礎設施影響這方面的研究還是一片空白。Abdu Jyothi表示，她嘗試著找出相關基礎設施中最脆弱的部分。

好消息是，地區的網絡連接很有可能降低基礎設施損壞的風險，因為光纖並不會受到地磁影響產生電流。

然而，連接洲際的海底電纜就沒有那麼幸運了。這些電纜配有加強信號的中繼器，每個中繼器間隔50-150公裏。這些中繼器對地磁十分敏感，即使只有其中一個出現了問題，整條海底電纜也會癱瘓罷工。
如果一個地區很多的海底電纜都癱瘓了，這整一個大洲就會和另一個失去聯系。

Abdu Jyothi 表示，高海拔的國家比如美國英國更容易受到太陽風暴的影響，這些高海拔的國家也更容易發生網絡癱瘓。很難預測修複這些海底電纜要花費多久，大規模的網絡斷聯持續數周或幾個月是有可能的。

於此同時，數以百萬的人也將會丟失他們的工作。“據估計，美國一天因為互聯網中斷造成損失超過70億美元” Abdu Jyothi表示，“如果網絡中斷幾個星期甚至幾個月，那又會怎麼樣呢？”

相關知識

太陽風（英語：solar wind）特指由太陽上層大氣射出的超高速等離子體（帶電粒子）流。非出自太陽的類似帶電粒子流也常稱為“恒星風”。

在太陽日冕層的高溫（幾百萬開氏度）下，氫、氦等原子已經被電離成帶正電的質子、氦原子核和帶負電的自由電子等。這些帶電粒子運動速度極快，以致不斷有帶電的粒子掙脫太陽的引力束縛，射向太陽的外圍，形成太陽風。
太陽風的速度一般在200-800km/s。
一般認為在太陽極小期，從太陽的磁場極地附近吹出的是高速太陽風，從太陽的磁場赤道附近吹出的是低速太陽風。太陽的磁場的活動是會變化的，周期大約為11年。

太陽風一詞是在1950年代被尤金·派克提出。但是直到1960年代才證實了它的存在。長期觀測發現，當太陽存在冕洞時，地球附近就能觀測到高速的太陽風。因此天文學家認為高速太陽風的產生與冕洞有密切的關系。太陽表面的磁場及等離子體活動對地球有很重要的影響。當太陽發生強烈的活動時，大量的帶電粒子隨著太陽風吹向地球的兩極，就會在兩極的電離層引發美麗的極光。

BY: Brandon Specktor

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