ექსპერტი განმარტავს: რატომ ხდება ინტერნეტის კავშირი არასანდო წვიმაში?

რატომ ხდება თქვენი ინტერნეტ კავშირი არასანდო და თქვენი მობილური ტელეფონი წვიმის დროს უსიამოვნებას იწვევს? მიზეზი მდგომარეობს ელექტრული ძალის ბუნებაში - და იმ გზებში, რომლითაც ცუდი ამინდი არღვევს მის მუშაობას.

გზაზე ნიუ დელიში, 2020 წლის 28 აგვისტოს. (ექსპრეს ფოტო: ამიტ მეჰრა)

როდესაც მუსონი ოფიციალურად უკან დახევას დაიწყებს, ინდოეთში ბევრი მოუთმენლად ელის იმ ფენომენისგან, რომელსაც ისინი ელოდნენ წვიმის დროს: ინტერნეტი ხდება არასტაბილური და მობილური ტელეფონების ქსელები გაუარესდება. რატომ ხდება ეს?

1860-იან წლებში შოტლანდიელმა ფიზიკოსმა ჯეიმს მაქსველმა იწინასწარმეტყველა ახალი ტიპის 'ელექტრომაგნიტური' ტალღების არსებობა, რომელიც მოძრაობს 300 მილიონი მეტრი/წამში სიჩქარით. რამდენიმე ათეული წლის შემდეგ, ჰაინრიხ ჰერცმა ექსპერიმენტულად გადაამოწმა მაქსველის თეორია და 1895 წელს სერ ჯაგადიშ ჩანდრა ბოზემ პირველად აჩვენა უსადენო კომუნიკაცია ელექტრომაგნიტურ ტალღებზე 23 მეტრის მანძილზე კალკუტაში, დაარსა კომუნიკაციის თანამედროვე სისტემის საფუძველი.

იმის გასაგებად, თუ როგორ ვუკავშირდებით ან ვაგზავნით შეტყობინებებს დღეს ინტერნეტის საშუალებით კონტინენტებზე - და შემდეგ როგორ ირღვევა ეს კომუნიკაცია - ჯერ უნდა გავიგოთ ელექტრული ძალის ფუნდამენტური ბუნება.

ვარუნ მახია არის მერი ვაშინგტონის უნივერსიტეტის ფიზიკის ასისტენტ-პროფესორი.

ელექტრონები კომუნიკაციაში

არსებობს სამი ფუნდამენტური სამშენებლო ბლოკი, ანუ „ლეგოს კუბიკი“, რომელსაც ბუნება იყენებს ყველა მატერიის შესაქმნელად - ორი სახის კვარკი და ელექტრონი. ჩვენი მიზნებისთვის საჭიროა მხოლოდ ელექტრონის განხილვა.

ყველა მატერია შედგება მრავალი, ბევრი ელექტრონისაგან. ლეგოს სხვა კუბიკების მსგავსად, ელექტრონებს აქვთ თვისება, რომელსაც ეწოდება მასა, რაც მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად ძლიერად მოქმედებს მათზე გრავიტაციული ძალა და, შესაბამისად, პირდაპირ კავშირშია მათ წონასთან.

ელექტრონების კიდევ ერთი თვისება, რომელსაც ელექტრული მუხტი ეწოდება, მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად ძლიერად მოქმედებს მათზე ელექტრული ძალა. ელექტრონის მუხტი ასევე განსაზღვრავს ელექტრული ძალის სიძლიერეს, რომელსაც ისინი მიმართავენ სხვა ობიექტებზე, რომლებსაც ასევე აქვთ მუხტი (მაგალითად, ლეგოს ორი სხვა აგურის მსგავსად). ეს ძალა, ისევე როგორც მიზიდულობის ძალა, მოქმედებს მანძილზე. ასე რომ, ორი ელექტრონი, რომლებიც გამოყოფილია შორ მანძილზე, მიმართავს ელექტრულ ძალებს კონტაქტის გარეშე. ვინაიდან ელექტრონი დამუხტულია, მის ირგვლივ სივრცე ივსება ელექტრული ველით.

თუ წარმოიდგენთ, რომ ელექტრონი ცხოვრობს მის მიერ შექმნილ ოკეანეში, შეგიძლიათ, თუ ელექტრონს ატრიალებთ, ამ ოკეანეში ტალღა წამოიწყოთ. ეს ჰგავს ქვის სროლას უძრავ აუზში, რომელიც ქმნის ტალღებს, რომლებიც შორდებიან მისგან. როდესაც ეს ტალღა გადის სხვა ელექტრონის გვერდით, რომელიც შემთხვევით არის ჩვენი ელექტრონის ოკეანეში, ეს სხვა ელექტრონი აბრუნდება ზევით და ქვევით - როგორც თქვენ შეიძლება, როცა ოკეანის ტალღა გადაგეხვევათ.

ასე ვუკავშირდებით. ელექტრომაგნიტური ტალღა წარმოიქმნება ზოგიერთ ადგილას ელექტრონების მოძრაობით, რომელიც შემდეგ რეცხავს ელექტრონებს რომელიმე შორეულ ადგილას. სიტყვა 'სიგნალი' კონკრეტულად ნიშნავს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. თქვენს თვალში არსებულ ელექტრონებს ასევე შეუძლიათ რეაგირება ამ ტალღებზე, იმ პირობით, რომ ტალღის სიგრძე - მანძილი ტალღის მწვერვალებს შორის - არის კონკრეტულ დიაპაზონში. ამ კონკრეტულ ტალღის სიგრძის დიაპაზონში ჩვენთვის ხილულია ელექტრომაგნიტური ტალღები; ისინი მსუბუქია! საქალაქთაშორისო კომუნიკაციის ყველაზე ძირითადი ფორმა - კაშკაშა შუქის მოციმციმე და მორზეს კოდის გამოყენებით - იყენებს ელექტრომაგნიტური ტალღების გადაცემას ერთი ადგილიდან მეორეზე.

Express განმარტაარის ახლატელეგრამა. დააწკაპუნეთ აქ შემოუერთდით ჩვენს არხს (@ieexplained) და იყავით განახლებული უახლესი ამბებით

ოპტიკური ბოჭკოები და წვიმა

ეს ცნებები გვამზადებს, რომ გავიგოთ კომუნიკაციის ერთადერთი გზა, რომელიც უკვე მნიშვნელოვანია, ინტერნეტი. ეს არსებითად არის კომპიუტერების უზარმაზარი ქსელი მთელ მსოფლიოში, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრომაგნიტური ტალღების გადაცემა ერთმანეთთან და, შესაბამისად, კომუნიკაცია.

ტალღების ტრანსპორტირების ორი ძირითადი გზა არსებობს - ოპტიკური ბოჭკოვანი და ფიჭური ანძებით (სატელიტური ბმულით). ოპტიკური ბოჭკოები არის გრძელი, თხელი მინის ღეროები, რომელთა სისქე ნაკლებია, ვიდრე ადამიანის თმა. სინათლე შემოიფარგლება ღეროში მთლიანი შიდა ასახვის ფენომენის გამო. როდესაც სინათლე, რომელიც მიემგზავრება უფრო მკვრივი გარემოდან ნაკლებად მკვრივ გარემოში (მაგალითად, მინიდან ჰაერში) კრიტიკული კუთხით ეცემა ზედაპირზე ორ გამჭვირვალე მედიას შორის, ის მთლიანად აირეკლება უკან უფრო მკვრივ გარემოში. ამ გზით, ელექტრომაგნიტური ტალღები იჭედება ბოჭკოში და მიედინება მის სიგრძეზე. ასობით ათასი კილომეტრის ბოჭკოების ერთმანეთთან შეერთება ან შეერთება და მათი ჩამარხვა მიწისქვეშა თუ წყალქვეშა კომუნიკაციის საშუალებას იძლევა მთელს მსოფლიოში. ელექტრომაგნიტური ტალღები, რომლებიც გამოიყენება კომუნიკაციისთვის (ინფრაწითელი ტალღები) წარმოიქმნება ლაზერების მიერ და აქვთ ოდნავ უფრო გრძელი ტალღის სიგრძე, ვიდრე ხილულ სინათლეს, ამიტომ ისინი ჩვენთვის უხილავია.

ოპტიკური ბოჭკოვანი ქსელი ინდოეთში ინიცირებული იყო VSNL-ის მიერ და ამჟამად ეკუთვნის და განვითარებულია Tata Communications-ის მიერ. ყველა ინტერნეტ სერვისის პროვაიდერი გარკვეულწილად უკავშირდება ამ 'Tier 1' ქსელს და საბოლოოდ თქვენს სახლს. ეს მეორადი კავშირები სულაც არ არის ოპტიკური და მოიცავს რამდენიმე ელექტრულ კომპონენტს. (შენიშვნა: ელექტრო კაბელები ელექტრომაგნიტურ ტალღებს კი არა, ელექტრონებს გადასცემენ, მაგრამ ეს სხვა დღის თემაა!) ელექტრული კომპონენტები ასევე საჭიროა მთელ ოპტიკურ ბოჭკოვან ქსელში, რათა გაძლიერდეს და ჩართოს შუქი ციფრული კომუნიკაციისთვის.

მუსონურმა წვიმამ შესაძლოა მრავალი გზით შეაფერხოს ეს მიწისქვეშა ქსელი. მიწაში ჩაღრმავებულმა წყალმა და მეწყერმა შეიძლება დააზიანოს ქსელის სხვადასხვა ელექტრო კომპონენტი, ან გამოიწვიოს ფიზიკური დაზიანება იმ ადგილებში, სადაც ბოჭკოები ერთმანეთს ერწყმის.

ასევე შეიძლება იყოს მსგავსი დაზიანება ან ელექტროენერგიის გათიშვა შუალედურ ადგილებში, სადაც თქვენი ადგილობრივი სერვისის პროვაიდერი უერთდება პირველი დონის ოპტიკურ ქსელს, შემდეგ კი თქვენს სახლს. ბოჭკოს აქვს ბირთვი, მოპირკეთება და პლასტმასის დამცავი საფარი და ინახება წყალგაუმტარ დამცავ გარსში, ამიტომ სიგნალის გადაცემაზე ყველაზე ნაკლებად მოქმედებს წვიმა. საფარი ამოღებულია ორი ბოჭკოს შეერთებისას. იმ ადგილებში, სადაც ბოჭკოები იწყება ან მთავრდება (ცნობილია, როგორც 'სპლისის ყუთები') შესაძლებელია ბოჭკოები მოხვდეს წვიმის წყალში, რაც იწვევს სიგნალის სიძლიერის შემცირებას. გარდა ამისა, წყლის მოლეკულებმა შეიძლება იპოვონ გზა ბოჭკოების მიკრო ბზარების მეშვეობით, რაც საბოლოოდ იმოქმედებს ბოჭკოს სიცოცხლეზე.

არ გამოტოვოთ Explained | ინდოეთის 13 საჰაერო ბუშტი და ვის აქვს უფლება გამგზავრება ამ ქვეყნებში

მობილური ტელეფონები წვიმაში

როდესაც თქვენი მობილური ტელეფონი დაკავშირებულია ინტერნეტთან, ელექტრომაგნიტური ტალღები თქვენი მოწყობილობიდან ჰაერის მეშვეობით გადადის მობილურის ანძამდე. თქვენ შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ ეს, როგორც გიგანტური ანტენა. ამ ანტენის ელექტრონები იხსნება მაღლა და ქვევით. როდესაც ისინი ამას აკეთებენ, ისინი აწარმოებენ საკუთარ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, რომლებიც მიემართებიან ცენტრალურ ადგილას, რომელსაც მართავს თქვენი სერვისის პროვაიდერი. ამ ადგილას, ტალღები გარკვეულწილად 'დამუშავებულია' და იგზავნება ოპტიკურ ბოჭკოვან ქსელში (ინტერნეტი) ან სხვა ტელეფონში (სატელეფონო ზარი, ტექსტური შეტყობინება და ა.შ.).

არსებობს სხვადასხვა სახის დამუშავება, რომელიც შეიძლება მოხდეს. მაგალითად, ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება თქვენი ტელეფონიდან გამოსხივებულ ელექტრომაგნიტურ ტალღებსა და ლაზერის ტალღებს შორის, რომელიც მოძრაობს ოპტიკურ ბოჭკოში, არის ტალღის სიგრძე. თქვენი ტელეფონიდან გამოსხივებული და მიღებული რადიოტალღების სიგრძე დაახლოებით მეტრია. ამის საპირისპიროდ, ინფრაწითელი ტალღები, რომლებიც მოძრაობენ ბოჭკოვან ქსელში, სიგრძის დაახლოებით მემილიონედი მეტრია. გაითვალისწინეთ, რომ არცერთი ეს ტალღის სიგრძე არ მოქმედებს თქვენს თვალში არსებულ ელექტრონებზე, რადგან ისინი არ არიან ხილული ტალღის სიგრძე (დაახლოებით 500 მილიარდი მეტრის სიგრძე).

რატომღაც, თქვენი ტელეფონიდან მიღებული შეტყობინება უნდა იყოს 'თარგმნილი' რადიოსგან ინფრაწითელ ტალღებზე. თუ იყენებდით მორზეს კოდს, შეიძლება წარმოიდგინოთ, რომ თქვენი პროვაიდერის მიერ აღმოჩენილი რადიოტალღები ციმციმებენ და გამორთულია და თქვენს შეტყობინებას შეიცავს. ლაზერი, რომელსაც მართავს თქვენი პროვაიდერი, უნდა შეიქმნას ციმციმების იგივე თანმიმდევრობის შესაქმნელად, რომელიც მიედინება ბოჭკოვანი ქსელის მეშვეობით.

მუსონის დროს ამ საკომუნიკაციო ჯაჭვის შეფერხების მიზეზები განსხვავებულია ოპტიკურ ბოჭკოვან ქსელთან შედარებით.

რადიოტალღებს, რომლებიც მოძრაობენ თქვენს ტელეფონსა და ფიჭურ კოშკს შორის, შეუძლიათ წყლის წვეთებში ელექტრონები აანთონ, რაც შეაფერხებს კომუნიკაციას. წვიმის წვეთების ზომა და რაოდენობა ამცირებს სიგნალის სიძლიერეს რადიოტალღების გაფანტვის გამო, ხოლო ატმოსფეროში არსებული წყლის ორთქლი შთანთქავს რადიოტალღებს და გარდაქმნის მათ სითბოდ (როგორც თქვენს მიკროტალღურ ღუმელში).

გარდა ამისა, ძლიერმა მუსონურმა წვიმამ, ქარმა და ელვამ შეიძლება გამოიწვიოს უჯრედების კოშკების დაზიანება, რაც გამოიწვევს შეფერხებებს მათ დაფარულ ტერიტორიაზე. გაითვალისწინეთ, რომ ეს არის ის მიზეზიც, რის გამოც ზოგიერთ რაიონში ყოველგვარი სიგნალის გარეშე აღმოჩნდებით - იქვე არ არის ფიჭური კოშკი. მაგრამ, ალბათ, შეფერხების ყველაზე გავრცელებული მიზეზი არის 'გაჭედვა'. როდესაც ძალიან ბევრი ადამიანი ცდილობს ერთდროულად დაუკავშირდეს სიგნალის დამუშავების ადგილებს, ზოგიერთი შეტყობინება იკარგება.

მაშასადამე, ამ საყვარელი მემის გადატანა მისი ავტორის კომპიუტერიდან თქვენს კომპიუტერში არის ძალისხმევა, რომელიც მოიცავს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს ათასობით კილომეტრის გავლას. ეს არის თანამედროვე მეცნიერების არაჩვეულებრივი მიღწევა და გასაოცარია, რომ ის საერთოდ მუშაობს! შესაძლოა, ამან გარკვეულწილად შეამსუბუქოს თქვენი იმედგაცრუება, შემდეგ ჯერზე, როცა თქვენი ინტერნეტი გაითიშება წვიმის დროს!

ᲒᲐᲣᲖᲘᲐᲠᲔᲗ ᲗᲥᲕᲔᲜᲡ ᲛᲔᲒᲝᲑᲠᲔᲑᲡ: