Kan man ramme et menneske med lyd?

Kan en kraftig lydbølge bruges til at holde mennesker på afstand? Kan ultralyd påvirke kroppen uden at kunne høres? Og kan radiobølger få et menneske til at opleve en lyd, selv om der ikke står en højttaler i nærheden?

Spørgsmålene lyder som science fiction, men bag dem findes reel fysik og teknologi.

Kraftige og retningsbestemte akustiske systemer eksisterer. Ultralyd anvendes inden for blandt andet medicin og industri. Og korte pulser af radiofrekvent energi kan under bestemte forhold fremkalde en auditiv oplevelse gennem det såkaldte microwave auditory effect – også kendt som Frey-effekten.

Det betyder imidlertid ikke, at alle historier om mystiske “lydvåben” dermed er sande.

Det blev særlig tydeligt efter 2016, da amerikanske ambassadeansatte i Havana begyndte at rapportere usædvanlige lyde og fysiske symptomer. Episoderne blev senere kendt under betegnelsen Havana-syndromet.

Først: Hvad er en lydbølge?

Lyd er mekaniske vibrationer, der bevæger sig gennem et materiale som luft, vand eller faste stoffer.

Når en højttalermembran bevæger sig frem og tilbage, skaber den små variationer i lufttrykket. Disse trykvariationer bevæger sig gennem luften og kan få trommehinden i øret til at vibrere.

Hjernen fortolker derefter signalerne fra øret som lyd.

Lyd kræver altså et medium at bevæge sig gennem.

Frekvens bestemmer, om vi kan høre lyden

Lydens frekvens angives i hertz – Hz.

Det menneskelige øre kan hos unge mennesker typisk registrere frekvenser fra omtrent 20 Hz til 20 kHz, men høreområdet varierer fra person til person og ændrer sig blandt andet med alderen.

At en lyd ligger uden for vores normale høreområde betyder ikke nødvendigvis, at energien ikke eksisterer. Det betyder blot, at øret normalt ikke opfatter den som almindelig lyd.

Infralyd – når frekvensen bliver meget lav

Infralyd ligger under det normale menneskelige høreområde.

Den kan opstå naturligt fra eksempelvis vulkaner, kraftige vejrfænomener og havbølger, men kan også frembringes af maskiner og andre tekniske systemer.

Ved tilstrækkeligt høje niveauer kan meget lavfrekvent lyd opleves som vibration eller tryk snarere end som en tydelig tone.

Infralyd har derfor længe været omgivet af historier om alt fra ubehag til egentlige “infralydsvåben”. Her er det vigtigt at skelne mellem dokumenterede fysiske effekter ved høje lydniveauer og mere vidtgående påstande, som ikke nødvendigvis er videnskabeligt dokumenterede.

Ultralyd – lyd vi normalt ikke hører

Ultralyd befinder sig over det normale menneskelige høreområde.

Teknologien anvendes hver dag til fredelige formål.

Medicinsk ultralyd kan skabe billeder inde fra kroppen. Ultralyd anvendes også til afstandsmåling, sensorer, rengøring og forskellige industrielle processer.

Ved tilstrækkelig intensitet kan akustisk energi naturligvis påvirke biologisk væv, men effekten afhænger blandt andet af frekvens, intensitet, eksponeringstid og hvordan energien kobles til kroppen.

Kan lyd rettes mod et bestemt område?

Ja.

Lyd kan i forskellig grad koncentreres og rettes ved hjælp af blandt andet højttalerkonstruktion, horn og arrays af flere lydelementer.

Retningsvirkningen afhænger blandt andet af lydens bølgelængde og størrelsen på det system, der udsender den.

Det samme grundprincip kender vi fra radioantenner: En antennes størrelse i forhold til bølgelængden har stor betydning for, hvor retningsbestemt den kan være.

LRAD – meget kraftig og retningsbestemt lyd

Et kendt eksempel er systemer, der ofte omtales som LRAD – Long Range Acoustic Device.

Sådanne akustiske systemer kan bruges til at sende talemeddelelser over relativt store afstande og kan samtidig frembringe meget kraftige advarselstoner.

De er blandt andet blevet anvendt til maritim kommunikation, varsling og kontrol af menneskemængder.

Ved høje lydniveauer kan lyd være smertefuld og potentielt skadelig for hørelsen.

Lydtryk falder med afstanden

En udfordring ved akustiske systemer er, at energien spredes, når lyden bevæger sig væk fra kilden.

Omgivelser, refleksioner, atmosfæriske forhold og selve lydkildens retningsvirkning påvirker, hvor meget energi der når frem.

Derfor er forestillingen om en lille skjult højttaler, der på meget stor afstand kan levere enorme mængder akustisk energi til én enkelt person, ikke nødvendigvis realistisk.

Og netop spørgsmålet om, hvordan energi kan leveres til en person på afstand, blev centralt i diskussionen om Havana-syndromet.

Havana, 2016

Fra slutningen af 2016 begyndte amerikanske regeringsansatte og familiemedlemmer i Havana på Cuba at rapportere usædvanlige hændelser.

Nogle beskrev pludselige lydoplevelser, tryk eller vibrationer. Efterfølgende blev der rapporteret symptomer som blandt andet svimmelhed, tinnitus, hovedpine, balanceproblemer og kognitive vanskeligheder.

Senere blev lignende såkaldte Anomalous Health Incidents – AHI rapporteret af amerikansk personale andre steder i verden.

Medierne gav fænomenet et navn, der blev hængende:

Havana-syndromet.

Var det et lydvåben?

Fordi flere personer beskrev mærkelige lyde eller fornemmelser, blev en af de tidlige hypoteser, at der kunne være tale om en form for akustisk påvirkning.

Der blev diskuteret både hørbar lyd, infralyd og ultralyd.

Men at en person oplever en lyd, er ikke i sig selv bevis for, at årsagen er en almindelig lydbølge, der kommer gennem luften.

Det fører til en af historiens mest fascinerende dele.

Kan man “høre” en radiobølge?

Normalt nej.

En radiomodtager er nødvendig for at omdanne et radiosignal til lyd, som en højttaler kan gengive.

Men der findes en særlig fysisk effekt, hvor korte pulser af radiofrekvent energi under bestemte betingelser kan fremkalde en auditiv oplevelse hos mennesker.

Fænomenet kaldes microwave auditory effect eller Frey-effekten.

Allan H. Frey og den mærkelige lydoplevelse

I begyndelsen af 1960'erne undersøgte den amerikanske forsker Allan H. Frey rapporter om mennesker, der kunne opleve klik, summen eller andre lyde, når de blev udsat for bestemte pulserende radiofrekvente felter.

Fænomenet blev siden undersøgt eksperimentelt af flere forskere.

Den accepterede forklaringsmodel er i dag termoelastisk.

En meget kort RF-puls absorberes delvist i vævet og skaber en ekstremt lille og hurtig temperaturændring. Den hurtige termiske udvidelse skaber en trykbølge, som kan nå det indre øre og opleves som lyd.

Det er her, radio og akustik mødes

Frey-effekten er særlig interessant, fordi to forskellige typer bølger indgår i samme fænomen.

Ved microwave auditory effect starter påvirkningen altså som elektromagnetisk energi, mens den auditive oplevelse opstår gennem en mekanisk påvirkning inde i hovedet.

Kunne Frey-effekten forklare Havana?

Det spørgsmål blev efterhånden taget alvorligt.

En ekspertkomité under de amerikanske National Academies vurderede i 2020 en række mulige mekanismer og fandt, at rettet, pulserende radiofrekvent energi syntes at være den mest plausible mekanisme blandt dem, komitéen undersøgte for de karakteristiske akutte symptomer i en del af hændelserne.

Det var en bemærkelsesværdig konklusion.

Men “mest plausibel blandt de undersøgte muligheder” betyder ikke “bevist”.

Kan microwave auditory effect bruges som våben?

Her bliver historien endnu mere kompliceret.

At et fysisk fænomen eksisterer betyder ikke nødvendigvis, at det er praktisk at bygge et effektivt våben omkring det.

Forskere har undersøgt, hvor store RF-pulser der kræves for at fremkalde microwave auditory effect, og om påvirkningen realistisk kan være kraftig nok til at forårsage de symptomer, der blev rapporteret.

Der er fortsat betydelig usikkerhed omkring sådanne scenarier. Publicerede analyser har blandt andet peget på, at udstyr, som kan frembringe meget kraftige pulser over afstand, kan blive stort og vanskeligt at skjule, og at de beregnede termoakustiske påvirkninger ved realistiske eksponeringer ikke uden videre forklarer alvorlig hjerneskade.

Hvad fandt lægeundersøgelserne?

Personer, der rapporterede Anomalous Health Incidents, har gennemgået forskellige medicinske undersøgelser.

I 2024 offentliggjorde amerikanske National Institutes of Health resultater fra omfattende undersøgelser af mere end 80 amerikanske regeringsansatte og familiemedlemmer, som havde rapporteret sådanne hændelser.

Forskerne fandt ikke signifikant dokumentation for MRI-påviselig hjerneskade eller de fleste andre målbare biologiske forskelle mellem gruppen og sammenlignelige kontrolpersoner.

Det betyder ikke, at de rapporterede symptomer ikke eksisterede. NIH understregede netop, at deltagerne kunne have alvorlige og belastende symptomer, selv om undersøgelserne ikke fandt en konsistent biologisk markør.

Hvorfor er Havana-syndromet så svært at undersøge?

Et af problemerne er, at forskerne normalt undersøger personerne efter den hændelse, de beskriver.

Der står sjældent et komplet målelaboratorium klar i rummet i det øjeblik, en uventet hændelse opstår.

Hvis der ikke findes samtidige målinger af lydtryk, RF-felter, elektromagnetisk spektrum og andre miljøforhold, bliver det efterfølgende meget vanskeligere at afgøre, hvilken fysisk påvirkning der eventuelt fandt sted.

Det efterlader forskerne med symptomer, vidnebeskrivelser, medicinske undersøgelser og efterfølgende tekniske analyser.

Alternative forklaringer er også blevet undersøgt

Gennem årene er mange mulige forklaringer blevet foreslået.

De har blandt andet omfattet:

• Akustisk påvirkning
• Ultralyd
• Pulserende radiofrekvent energi
• Miljømæssige påvirkninger
• Medicinske årsager
• Psykologiske og sociale mekanismer
• Forskellige årsager til forskellige hændelser

Problemet er, at en teori skal forklare mere end blot enkelte symptomer. Den skal også passe med hændelsesforløbet, de fysiske forhold og de tilgængelige målinger.

Hvorfor er ordet “lydvåben” problematisk?

Hvis en hændelse faktisk skulle skyldes pulserende radiofrekvent energi, ville betegnelsen lydvåben være teknisk misvisende.

RF-energi er elektromagnetisk stråling – ikke lyd.

At en person eventuelt oplever en lyd gennem Frey-effekten ændrer ikke på den udsendte energis fysiske karakter.

Det svarer lidt til at kalde en radiosender for en højttaler, fordi radiosignalet senere kan omdannes til lyd.

Hvad er et directed-energy weapon?

Begrebet directed energy bruges bredt om teknologier, hvor energi rettes mod et mål uden et traditionelt projektil.

Det kan eksempelvis omfatte elektromagnetisk energi fra laser- eller mikrobølgesystemer.

Akustiske systemer kan også omtales i diskussioner om retningsbestemt energi, men fysikken er forskellig.

Det er derfor mere præcist at beskrive den konkrete energiform end blot at kalde alle teknologierne for “strålevåben”.

Radiofrekvent energi kan påvirke stof

Radiobølger er ikke kun abstrakte signaler, der transporterer tale og data.

De transporterer energi.

Når RF-energi absorberes i materiale, kan den blandt andet omdannes til varme. Mikrobølgeovnen er det mest velkendte dagligdags eksempel på, at elektromagnetisk energi kan afsætte energi i materiale.

Det betyder naturligvis ikke, at en almindelig kommunikationsradio fungerer som en mikrobølgeovn. Effekt, frekvens, afstand, eksponering, antenne og energitæthed er helt forskellige.

Fra kommunikationsradio til radar

En håndradio kan sende nogle få watt RF-effekt.

En kraftig radar kan derimod arbejde med meget høje øjeblikkelige pulseffekter.

Begge systemer arbejder med elektromagnetiske bølger, men deres konstruktion og formål er fundamentalt forskellige.

Radar anvender korte radiopulser og analyserer blandt andet refleksioner fra objekter. Kommunikationsradio anvender modulation til at overføre information.

Det illustrerer, hvorfor man ikke kan beskrive biologisk påvirkning alene ved at sige, at noget “bruger mikrobølger”.

Science fiction rammer nogle gange et rigtigt spørgsmål

Science fiction har længe forestillet sig usynlige stråler, soniske kanoner og våben, der kan påvirke mennesker på afstand.

Virkelighedens fysik er mindre dramatisk – men ofte mere interessant.

Vi kan faktisk rette lyd.

Vi kan faktisk skabe ekstremt kraftige akustiske signaler.

Vi kan faktisk koncentrere elektromagnetisk energi.

Og pulserende RF-energi kan faktisk under bestemte forhold fremkalde en auditiv oplevelse hos mennesker.

Men springet fra disse dokumenterede fænomener til en påstand om et skjult våben kræver beviser.

Havana-syndromet er derfor en god lektion i kildekritik

Historien viser, hvor hurtigt et teknisk muligt fænomen kan blive til en tilsyneladende forklaring.

Frey-effekten eksisterer.

Det betyder ikke, at Frey-effekten forklarer Havana-syndromet.

Retningsbestemte akustiske systemer eksisterer.

Det betyder ikke, at ambassadeansatte blev udsat for et akustisk våben.

Radiofrekvent energi kan påvirke biologisk materiale.

Det betyder ikke, at enhver uforklarlig sygdom i nærheden af elektronisk udstyr skyldes radiofrekvent stråling.

Videnskabelig forsigtighed består netop i at holde disse udsagn adskilt.

Fra lydbølge til radiobølge

Det mest interessante ved historien er måske, at den begynder med mennesker, der beskriver en mærkelig lyd, men ender med spørgsmål om elektromagnetisme, termisk udvidelse, neurofysiologi og radioteknik.

Det viser samtidig, hvor forskelligartede bølgefænomener kan være.

Virkeligheden er mere interessant end myten

Vi behøver ikke konspirationsteorier for at gøre emnet fascinerende.

Det er allerede bemærkelsesværdigt, at en elektromagnetisk puls under særlige forhold kan skabe en mekanisk trykbølge inde i hovedet, som det auditive system kan registrere som lyd.

Det er lige så interessant, at kraftige retningsbestemte højttalersystemer kan sende forståelige beskeder og meget høje lydniveauer over betydelige afstande.

Og Havana-syndromet er interessant netop fordi videnskaben endnu ikke giver os lov til at afslutte historien med en enkel forklaring.

Fra science fiction til fysik

Begrebet “lydvåben” dækker derfor over mere, end navnet antyder.

Nogle teknologier bruger faktisk lyd. Andre foreslåede mekanismer bruger elektromagnetisk energi. Og nogle historier befinder sig stadig i området mellem hypotese og dokumentation.

Det interessante er ikke at gøre mysteriet større, end det er.

Det interessante er at forstå fysikken godt nok til at skelne mellem det dokumenterede, det fysisk mulige og det, vi endnu ikke ved.

For virkelighedens bølgefysik behøver ikke science fiction for at være fascinerende.