Mikrofale w przyrodzie i technologii – co mają wspólnego z 5G oraz co warto o nich wiedzieć, aby nie dać się wprowadzić w błąd

Jedną z cech ludzi jest skłonność do przypisywania sobie zasług za różne rzeczy i dlatego też często wydaje się nam, że to nasza cywilizacja coś wymyśliła lub stworzyła. Duża część osiągnięć ludzkości jednak nie do końca polega na „stworzeniu”, a często raczej na ujarzmieniu lub wymyśleniu sposobu na wykorzystanie zjawisk nas otaczających, co w żaden sposób oczywiście nie umniejsza zasług naukowców i badaczy. Niemniej warto zdawać sobie sprawę z pewnych podstaw funkcjonowania świata, ponieważ brak tego typu wiedzy może być dla nas szkodliwy.

Co więcej, nie chodzi tu jedynie o negatywny wpływ samych zjawisk na nas. Chodzi również o to, że brak pełnej świadomości na temat określonych spraw może zostać umyślnie wykorzystany, aby nam zaszkodzić bezpośrednio lub sprawić, że napędzani nieprawdziwymi opiniami to my staniemy się narzędziem w rękach innych. Trzeba przyznać, że żadna z tych perspektyw nie napawa optymizmem, prawda?

Zagrożenie jest teraz o tyle większe, że przy dzisiejszej technologii poszczególne podmioty i osoby mają znacznie bardziej ułatwione zadanie. Jest jednak skuteczny sposób, aby się przed tego typu sytuacjami bronić – najskuteczniejszym do tego orężem jest wiedza. Nic bowiem tak nie szkodzi fałszywym informacjom czy nieuzasadnionym obawom, jak prawda i fakty na dany temat. Dlatego też pogłębianie naszej świadomości w wielu kwestiach jest tak istotne. W tym wypadku postanowiliśmy przybliżyć temat mikrofal, tego czym one są i co o nich warto wiedzieć.

W przyrodzie i w kuchni

Mikrofale są obecnie kojarzone głównie z technologią, wobec czego może powstać nieprawdziwe przeświadczenie, iż są tworem ludzkich działań. Nic bardziej mylnego, bowiem człowiek nauczył się jedynie wykorzystywać to zjawisko do własnych celów i nijak nie stoi za jego istnieniem. Co to oznacza? Mianowicie to, iż fale radiowe występują powszechnie w przyrodzie, np. w postaci wyładowań atmosferycznych, czy w geologicznych zjawiskach wewnątrz naszej planety. [1]

Zacznijmy od tego, że mikrofale są jednym ze zjawisk związanych z polem elektromagnetycznym i należą do tzw. fal radiowych. Tak więc nie są one ludzkim wytworem, bowiem PEM występuje w przyrodzie naturalnie, w różnorodnych formach i to od zarania dziejów. Istniało więc od zawsze i na długo przed pojawieniem się człowieka. Niemniej ludzie w miarę postępu nauczyli się wykorzystywać zjawiska elektromagnetyczne, w tym fale radiowe, do własnych celów, ale o tym za chwilę. [2]

Wracając do meritum, mikrofale to nic innego jak fale radiowe o określonej długości. Warto bowiem wiedzieć, że określenie „fala” nie wzięło się znikąd, ponieważ zjawisko to przybiera właśnie postać fali, wznoszącej się i opadającej, podobnie jak ma to miejsce w przypadku fal morskich. Długość fali radiowej to odległość pomiędzy szczytami poszczególnych fal. Wartość ta jest z kolei odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości fal – więc im wyższa częstotliwość, tym krótsze fale i na odwrót. [3]

W przypadku mikrofal, jak sama nazwa wskazuje, chodzi o fale radiowe o długości mikro, czyli obejmują one zakres od 1 mm do 30 cm i mają przy tym częstotliwość powyżej 300 GHz. Tym samym plasują się pomiędzy podczerwienią, a falami ultrakrótkimi, [4] czyli tzw. metrowymi (o zakresie od 30 do 300 MHz). [5] Oznacza to jednocześnie, że ich zakres pokrywa niekiedy również pasma UHF (fale decymetrowe) i EHF (milimetrowe). [6] Wiedząc już czym są dokładnie mikrofale, możemy przejść do tego, w jaki sposób są wykorzystywane przez ludzi.

Wykorzystanie fal mikrofalowych, czyli kuchenki, 5G i nie tylko

Wykorzystanie mikrofal przez człowieka nie jest niczym zaskakującym, bowiem już od dawna ludzie wykorzystują fale radiowe różnego rodzaju do własnych celów, np. w łączności, diagnostyce (RTG), czy w urządzeniach i instalacjach zasilających. [7] Samo określenie „mikrofale” kojarzy nam się jednak głównie z urządzeniami gospodarstwa domowego w postaci mikrofalówek, wszak nazwa zobowiązuje. Nie jest to skojarzenie błędne, bowiem mikrofale stanowią podstawę działania tych urządzeń. Niemniej zjawisko to nie ogranicza się jedynie „do kuchni”, a zastosowanie mikrofal jest znacznie szersze.

Wykorzystanie tego zjawiska jest bowiem podstawą funkcjonowania różnego rodzaju radarów, wykorzystywanych w poszczególnych obszarach, takich jak:

Motoryzacja – nawigacja GPS, radarowy pomiar prędkości i systemy antykolizyjne,
Meteorologia – radary meteorologiczne i pomiary wilgotności powietrza,
Badania kosmosu – radioteleskopy i sporządzanie map ciał niebieskich,
Geodezja – sporządzanie map powierzchni Ziemi.

Mikrofale są także stosowane w większości urządzeń namierzających oraz identyfikujących obiekty, zarówno na lądzie, jak w powietrzu, wodzie, a nawet w przestrzeni kosmicznej.

Niektórych może zaskoczyć fakt, że fale wykorzystywane w mikrofalówkach mają również zastosowanie militarne, szczególnie jeśli chodzi o obronę terytorium. Są używane bowiem m.in. w systemach rozpoznawczo-zwiadowczych, a także w pociskach obrony przeciwlotniczej, jako radio zapalniki i w naprowadzaniu tychże pocisków na cel. Tak zwane suszenie mikrofalowe jest z kolei użytkowane w budownictwie, w celu osuszania budynków, np. po powodziach. Co więcej, trwają badania nad wykorzystaniem fal mikrofalowych w energetyce i przenoszeniem za ich pomocą energii elektrycznej, nawet na tak dużych odległościach, jak pomiędzy powierzchnią Ziemi a orbitą okołoziemską.

Poza radarami jednak, głównym obszarem zainteresowań z perspektywy fal mikrofalowych jest łączność. Dotyczy to m.in. tak imponujących przedsięwzięć jak łączność między satelitarna oraz z pozaziemskimi urządzeniami badawczymi (sondy, łaziki, itp.). Tym samym, coraz popularniejsza łączność satelitarna również opiera się na zastosowaniu fal mikrofalowych. Nie trzeba jednak szukać aż „tak daleko”, aby znaleźć zastosowanie mikrofal w komunikacji i przesyłaniu danych.

To na nich opiera się choćby powszechna technologia Bluetooth, bezprzewodowe sieci komputerowe (jak WLAN), czy też łączność komórkowa. Dotychczasowe standardy GSM pracują bowiem na częstotliwościach obejmujących m.in. fale mikrofalowe i są one również stosowane w implementowanej właśnie, piątej generacji sieci komórkowej. [8] W 5G będą bowiem wykorzystywane wyższe częstotliwości, niż w dotychczasowych generacjach, a jednym z pasm przewidzianych dla tej technologii jest właśnie 26 GHz. [9]

Jak więc widać, zastosowanie fal mikro w technologii jest niezwykle szerokie i obejmuje wiele aspektów naszego codziennego życia, jak komunikacja, jazda samochodem przewidywania pogody lub obronność, a także bardziej „dalekosiężne”, jak badania przestrzeni kosmicznej i łączność z obiektami w niej się znajdującymi. Jak jednak wygląda kwestia bezpieczeństwa stosowania tego zjawiska? Choć jego powszechna obecność jasno wskazuje na bezpieczeństwo (wszak szkodliwe rozwiązania nie byłyby popularyzowane) to przyjrzyjmy się jednak temu zagadnieniu nieco bliżej.

Wpływ fal mikrofalowych

Wartości charakteryzujące mikrofale nadają im określonych właściwości, co dotyczy m.in. potencjalnego wpływu tego zjawiska na organizmy i substancje. Ma to istotne znaczenie w rozpatrywaniu ewentualnej szkodliwości. Jak więc to wygląda w przypadku mikrofal? Cóż, najpierw należałoby wyjaśnić, kiedy tak naprawdę mamy do czynienia z niebezpieczeństwem związanym z określonego rodzaju promieniowaniem.

Jak wiadomo, wszystko w nadmiarze może szkodzić i podobnie jest w tym przypadku. Jeśli jednak mają wystąpić negatywne skutki promieniowania, np. wywołujące chorobę popromienną, muszą zostać spełnione określone czynniki [10]. Do takowych należą m.in. wysoka energia niesiona przez fale radiowe, absorpcja tychże fal, moc sygnału oraz ekspozycja na promieniowanie. Dopiero posiadając te informacje można dokładniej wyjaśnić, że mikrofale wykorzystywane w naszym życiu codziennym nie stanowią dla nas niebezpieczeństwa. Dlaczego?

Przede wszystkim, kluczowym czynnikiem do wywołania ewentualnych, negatywnych skutków promieniowania, jest wysoka energia fal radiowych. To od niej bowiem zależy, czy dane promieniowanie jest w stanie rozbić atom, a tym samym doprowadzić do istotnych zmian w danym obiekcie, w tym w organizmie człowieka. Poziom tej energii jest natomiast ściśle związany z częstotliwością fal i choć w przypadku fal mikro jest ona relatywnie wysoka, to i tak w powszechnym wykorzystaniu są to wartości zdecydowanie zbyt niskie, aby były szkodliwe. Daleko im np. do promieniowania gamma, rentgenowskiego, ultrafioletowego czy nawet do promieniowania światła widzialnego. [11] Tym samym, mikrofale mają zbyt małą moc, aby rozbić atom. Skąd więc ich działanie np. na jedzenie w mikrofalówkach?

Otóż mikrofale wywierają wpływ termiczny, jak wspomniano nie przez działanie na atomy, a ze względu na ich reakcję z wodą. To bowiem cząsteczki wody są w określony sposób „poruszane” przez fale mikro, ale aby do tego doszło musi wystąpić duże ich natężenie w określonej, stosunkowo niewielkiej przestrzeni. W ten właśnie sposób podgrzewane są substancje w mikrofalówkach. Warto przy tym zaznaczyć, że urządzenia te są całkowicie bezpieczne m.in. dzięki temu, że są pokryte specjalną siatką, zabezpieczająca przed przenikaniem na zewnątrz mikrofal.

W przestrzeniach otaczających nas na co dzień nie występują z kolei mikrofale o takich parametrach, jak w przypadku sprzętów kuchennych. Jest to spowodowane kilkoma czynnikami. Po pierwsze, promieniowanie powyżej 300 GHz, czyli mikrofalowe, jest praktycznie całkowicie pochłaniane przez ziemską atmosferę. Oznacza to, że gdy przy ograniczonym natężeniu rozchodzi się swobodnie w przestrzeni, jest w całości rozbijane i absorbowane przez atmosferę, nie pozostając w naszym otoczeniu.

Kolejną kwestią jest to, że różnego rodzaju nadajniki wykorzystywane dookoła nas działają o określonej, a także podlegającej normom, weryfikacji i nadzorowi odpowiednich instytucji mocy [12]. Tym samym nie jesteśmy wystawiani na ekspozycję na silne natężenie promieniowania mikrofalowego. [13] To wszystko sprawia, że w przypadku mikrofal nie ma się czym martwić w kwestii ich potencjalnej szkodliwości, a jak już się dowiedzieliśmy, benefity płynące ze stosowania tego zjawiska są bezsporne.

Dlaczego warto wiedzieć?

Jak już wspomniano, niewiedza w pewnych zakresach może zostać wykorzystana przez innych. Dotyczy to także omawianych w tym artykule mikrofal, które także są obiektem dezinformacji. Dlaczego? Gównie ze względu na ich związek z piątą generacją sieci komórkowej. Przeciwnicy nowej technologii, m.in. w celu uzyskania rozgłosu lub zysku, rozpowszechniają o niej nieprawdziwe informacje i część z nich wykorzystuje w tym celu właśnie temat mikrofal.

Jakie konkretnie fikcyjne informacje krążą w tym kontekście? Często wprost szalone, np. że wykorzystanie mikrofal w bezprzewodowej transmisji danych sprawi, że ludzie będą się „gotować” jak w mikrofali. Co, jak już sobie wyjaśniliśmy, absolutnie nie jest możliwe ze względu na właściwości i zachowanie mikrofal. Niemniej, to właśnie za sprawą zdobytej na ten temat wiedzy jesteśmy w stanie odróżnić kłamstwa, a tym samym nie dać się zwieść. Wszak kto z nas nie pamięta powtarzanego do znudzenia przez nauczycieli przysłowia „Ucz się ucz, wiedza to potęgi klucz”. Choć dla wielu z nas w czasach szkolnych sentencja ta była niemal przysłowiową zmorą, to okazuje się, że było w niej dużo racji.