06/04/2010 / Relatório preparado para a Divisão de Apoio à Aquisição (DWO-3) da DIA, Washington, D.C., EUA
DIA, 2010: estudo do AAWSAP projeta comunicações por ondas gravitacionais através da Terra e imagina vigilância e propulsão com elas
Relatório de abril de 2010 do programa AAWSAP defende que ondas gravitacionais de alta frequência, ainda nunca geradas nem detectadas em laboratório, poderiam transmitir dados diretamente através da Terra. Na parte final, o autor especula sobre fusão nuclear a distância, propulsão, vigilância através de estruturas e comunicação mais rápida que a luz.
- Data do evento
- 06/04/2010
- Local
- Relatório preparado para a Divisão de Apoio à Aquisição (DWO-3) da DIA, Washington, D.C., EUA
- Tema
- História da investigação
- Órgãos das fontes
- DOW
- Documentos
- 1 documento · 57 páginas
- Leitura
- 19 min
Capa de relatório oficialPágina física 1FONTES DOCUMENTAIS · DOW
O que os registros contam
Este é um estudo teórico encomendado pela Agência de Inteligência de Defesa dos EUA (DIA) no programa AAWSAP, com data de 6 de abril de 2010 e autor de nome substituído por “AAP Person 77”. O título é “High-Frequency Gravitational Wave Communications”. Não é relato de avistamento. As ondas gravitacionais são ondulações do espaço-tempo previstas por Einstein; as de baixa frequência foram detectadas pela primeira vez em 2015, depois deste relatório, e as de alta frequência de que ele trata nunca foram detectadas.
O resumo sustenta que 14 geradores e 10 detectores de ondas gravitacionais de alta frequência já haviam sido propostos na literatura e que o mais promissor seria o detector “Li-Baker”, detalhado em apêndices com plano de construção. Como essas ondas quase não são absorvidas pela matéria, o autor calcula que um enlace atravessando a Terra por 7.000 km transmitiria cerca de 1,9 milhão de bits por segundo, com baixíssima chance de interceptação. A introdução imagina ligar Moscou a Caracas sem cabos nem satélites e cita como cliente futuro o “aerodyne MHD”, um veículo aeroespacial magneto-hidrodinâmico.
O roteiro proposto é cauteloso no início: dez anos de pesquisa em universidades, coordenada pela National Science Foundation, até que experimentos confirmem que é possível gerar e detectar essas ondas em laboratório. Sem essa confirmação, reconhece o texto, a tecnologia “não ganhará aceitação”. Só depois viriam protótipos, dispositivos e aplicações, com um cronograma que avança até os anos 2040.
A seção final é declaradamente especulativa. O autor escreve que os avanços “mais impressionantes” não estariam nas comunicações, mas em fusão nuclear provocada a distância, propulsão de mísseis e espaçonaves por campos gravitacionais gerados artificialmente e “vigilância por HFGW”, capaz de observar atividades dentro de estruturas, sob a terra e nos oceanos. Em “2050 e além”, menciona modelos não publicados de um “universo paralelo” que permitiria comunicação mais rápida que a luz entre estrelas e galáxias.
O documento não menciona UFOs ou UAPs. A ficha anterior do acervo apontava uma menção na página 45, mas a conferência mostrou que se trata do sobrenome do físico Ignazio Ciufolini, numa referência bibliográfica. As hipóteses são do autor e de trabalhos que ele cita; o próprio texto admite que os parâmetros do enlace não têm verificação experimental.
Mais imagens do documento



LEITURA DIRETA DO ARQUIVO
O documento, em português
Traduzidos na íntegra a capa, o expediente (página 2), o resumo (página 5), a introdução (página 6) e toda a seção 4.0, de potencial futuro (páginas 37 a 42, até os agradecimentos); as figuras 24 a 27 foram descritas. Ficaram de fora o sumário, as seções 2 e 3 sobre geradores, detectores, orçamento de enlace e padrão de tempo (páginas 7 a 37), os agradecimentos, as referências e os apêndices A a C (páginas 49 a 57), que detalham o projeto do detector Li-Baker. A página 45, citada como menção a UFO, foi conferida: é bibliografia e contém apenas o sobrenome Ciufolini.
TRECHO 1 · PÁGINA FÍSICA 1
D140, página física 1: capa
NÃO CLASSIFICADO//[“PARA USO OFICIAL APENAS”, riscado]. Documento de Referência de Inteligência de Defesa. Apoio sobre Ameaças à Aquisição. 6 de abril de 2010. ICOD [data-limite da informação]: 1 de dezembro de 2009. DIA-08-1004-005. Comunicações por ondas gravitacionais de alta frequência.Nota editorial: Conferido no fac-símile da capa. A marcação “FOR OFFICIAL USE ONLY” aparece riscada, o que indica a retirada dessa restrição na liberação.
Conferir original em inglês
UNCLASSIFIED//[FOR OFFICIAL USE ONLY, struck through] Defense Intelligence Reference Document Acquisition Threat Support 6 April 2010 ICOD: 1 December 2009 DIA-08-1004-005 High-Frequency Gravitational Wave CommunicationsConsultar a ficha do documento ↗ · Página física 1, contando a capa.
TRECHO 2 · PÁGINA FÍSICA 2
D140, página física 2: expediente
Comunicações por ondas gravitacionais de alta frequência. Preparado por: Divisão de Apoio à Aquisição (DWO-3), Escritório de Alerta de Defesa, Diretoria de Análise, Agência de Inteligência de Defesa. Autor: [nome substituído por “AAP Person 77”]. Nota administrativa. AVISO DE DIREITOS AUTORAIS: não está autorizada a divulgação adicional das fotografias desta publicação. Este produto faz parte de uma série de relatórios de tecnologia avançada produzidos no ano fiscal de 2009 no Programa de Aplicações de Sistemas de Armas Aeroespaciais Avançados (AAWSA) do Escritório de Alerta de Defesa da Agência de Inteligência de Defesa. Comentários ou perguntas sobre este documento devem ser enviados a [nome substituído por “AAP Person 1”], gerente do Programa AAWSA, Agência de Inteligência de Defesa, aos cuidados de CLAR/DWO-3, Edifício 6000, Washington, DC 20340-5100.Nota editorial: Conferido no fac-símile. O texto automático desta página tem falhas de reconhecimento nos nomes substituídos e no endereço; o original foi transcrito pela imagem. Os nomes aparecem no fac-símile como caixas com “AAP Person”.
Conferir original em inglês
High-Frequency Gravitational Wave Communications Prepared by: Acquisition Support Division (DWO-3) Defense Warning Office Directorate for Analysis Defense Intelligence Agency Author: AAP Person 77 Administrative Note COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs in this publication is not authorized. This product is one in a series of advanced technology reports produced in FY 2009 under the Defense Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced Aerospace Weapon System Applications (AAWSA) Program. Comments or questions pertaining to this document should be addressed to [AAP Person 1], AAWSA Program Manager, Defense Intelligence Agency, ATTN: CLAR/DWO-3, Bldg 6000, Washington, DC 20340-5100.Consultar a ficha do documento ↗ · Página física 2, contando a capa.
TRECHO 3 · PÁGINA FÍSICA 5
D140, página física 5: resumo (íntegra)
Comunicações por ondas gravitacionais de alta frequência. Resumo. • Catorze geradores (ou transmissores) de ondas gravitacionais de alta frequência (HFGW) de laboratório foram propostos nos últimos 45 anos em artigos de periódicos revisados por pares. • Os geradores de laboratório mais promissores são os que usam números muito grandes de elementos radiantes submicroscópicos. • A abordagem piezoelétrica é a melhor para o teste de prova de conceito, e a abordagem proposta de moléculas excitadas por infravermelho é a melhor para um transmissor operacional de comunicações por HFGW. • Dez detectores (ou receptores) de HFGW diferentes foram propostos desde 1978 e relatados em artigos revisados por pares. • Vários receptores podem ser usados para comunicação, mas o detector Li-Baker proposto (plano e desenvolvimento de especificações no Apêndice B) é o mais promissor (conceito subjacente no Apêndice C). O efeito Li, em que se baseia o detector Li-Baker, não é tão novo a ponto de não ter sido examinado na literatura. Pelo menos nove publicações de pesquisa revisadas por pares sobre a teoria surgiram depois do artigo inicial de Li, Tang e Zhao (1992). • Como as comunicações por HFGW seguem num feixe extremamente estreito diretamente através da Terra, a probabilidade de interceptação é muito baixa. • Resultados teóricos confirmam que o detector Li-Baker é limitado pelo sinal de fótons, não pelo ruído quântico; isto é, o Limite Quântico Padrão é tão baixo que um detector Li-Baker bem projetado pode ter sensibilidade suficiente para observar HFGWs de amplitude A ≈ 10⁻³² m/m. • Usando o gerador de moléculas excitadas por infravermelho e o detector Li-Baker, a taxa teórica de transferência de informação a 7.000 km de distância, com feixe direto através da Terra, é de cerca de 1,9 × 10⁶ bits por segundo. • Um meio de propagar um padrão de frequência e tempo pode ser uma primeira aplicação viável, de baixa largura de banda, das comunicações por HFGW. • Fontes de HFGW na Terra, na Lua e em Marte podem servir de padrões de referência para navegação interplanetária, com a vantagem de não poderem ser bloqueadas nem sombreadas por massas planetárias. A interferência do plasma observada na entrada em atmosferas planetárias seria eliminada, e seria possível mapear com precisão os pontos de Lagrange.Nota editorial: Conferido no fac-símile da página.
Conferir original em inglês
High-Frequency Gravitational Wave Communications Summary • Fourteen laboratory high-frequency gravitational wave (HFGW) generators (or transmitters) have been proposed in the past 45 years in peer-reviewed journal articles. • The most promising laboratory HFGW generators are those that utilize very large numbers of sub-microscopic radiation elements. • The Piezoelectric Approach to HFGW generation is best for the proof-of-concept test and the proposed IR-excited Molecules Approach is best for an operational communications HFGW transmitter. • Ten different HFGW detectors (or receivers) have been proposed since 1978 and reported in peer-reviewed journal articles. • Several different HFGW receivers can be utilized for communication, but the proposed Li-Baker detector (plans & specification development in Appendix B) shows the most promise (underlying concept in Appendix C). The Li-effect, upon which the Li-Baker detector is based, is not so new that it is untested in the literature. At least nine peer-reviewed research publications concerning the theory have appeared following the initial peer-reviewed article by Li, Tang and Zhao (1992). • Because HFGW communications are carried on an extremely narrow beam directly through the Earth, there is a very low probability of interception. • Theoretical results confirm that the Li-Baker detector is photon-signal limited, not quantum-noise limited—that is, the Standard Quantum Limit is so low that a properly designed Li-Baker detector can have sufficient sensitivity to observe HFGWs of amplitude A ≈ 10^-32 m/m. • Utilizing the IR-excited Molecules HFGW generator approach and the Li-Baker detector, the theoretical information-transfer rate over 7,000 km of distance, beamed directly through the Earth, is about 1.9 x 10^6 bits per second. • A means of propagating a Frequency Time Standard may be one viable early low-bandwidth application for HFGW communications. • HFGW sources on the Earth, the Moon, and Mars may act as reference standards for interplanetary navigation, with the advantage that they cannot be shielded or shadowed by planetary masses. Plasma interference seen at planetary entry would be eliminated, and precise charting of Lagrangian points would be possible.Consultar a ficha do documento ↗ · Página física 5, contando a capa.
TRECHO 4 · PÁGINA FÍSICA 6
D140, página física 6: seção 1.0, introdução (íntegra)
1.0 Introdução. 1.1 INTRODUÇÃO. Das aplicações das ondas gravitacionais de alta frequência (HFGWs), a comunicação parece a mais importante e a mais imediata. As ondas gravitacionais têm seção de choque de absorção muito baixa pela matéria comum, de modo que ondas de alta frequência poderiam, em princípio, carregar conteúdo de informação significativo praticamente sem absorção, ao contrário das ondas eletromagnéticas (EM). As comunicações multicanal por HFGW podem ser ponto a ponto (por exemplo, com submarinos em grande profundidade) e ponto-multiponto, como os telefones celulares. As HFGWs atravessam todas as coisas materiais comuns sem atenuação e representam o sistema sem fio definitivo. Seria possível comunicar-se diretamente através da Terra, de Moscou, na Rússia, a Caracas, na Venezuela, sem necessidade de cabos de fibra óptica, retransmissores de micro-ondas ou transponders de satélite. Antenas, cabos e linhas telefônicas seriam coisas do passado. Só um padrão de tempo fornecido por estações de HFGW ao redor do globo poderia gerar economia de vários bilhões de dólares em sistemas de telecomunicação convencionais em dez anos, segundo a análise recente de Harper e Stephenson (2007). As necessidades de comunicação e navegação de futuros veículos aeroespaciais magneto-hidrodinâmicos (MHD), como o aerodyne MHD (www.mhdprospects.com), que gera muita interferência eletromagnética, semelhante à interferência de plasma observada na reentrada, seriam outra área possível de aplicação das comunicações por HFGW. 1.2 DEFINIÇÃO DE ONDAS GRAVITACIONAIS DE ALTA FREQUÊNCIA. Imagine a vela de um veleiro tremulando quando o barco muda de bordo. As ondas no tecido da vela são semelhantes, em muitos aspectos, às ondas gravitacionais (GWs), mas, em vez do tecido da vela, as ondas gravitacionais se movem por um “tecido” do espaço. Einstein chamou esse tecido de “contínuo espaço-tempo” em seu trabalho de 1915 conhecido como Relatividade Geral (GR). Embora a teoria seja muito sofisticada, o conceito é relativamente simples. Esse tecido é quadridimensional: tem as três dimensões usuais do espaço (leste-oeste, norte-sul e cima-baixo) mais a quarta dimensão, o tempo. Um exemplo: definimos um local nesse “tecido” (Einstein, 1916) como Rua 5 com Terceira Avenida, no quarto andar, às 9 horas da manhã. Ninguém pode ver esse “tecido”, assim como ninguém pode ver o vento, o som ou a gravidade. Ainda assim, esses elementos são reais, e esse “tecido” também. Se fosse possível gerar ondulações nesse tecido do espaço-tempo, muitas aplicações se tornariam disponíveis. Assim como ondas de rádio podem ser usadas para transmitir informação pelo espaço, ondas gravitacionais poderiam ser usadas para funções análogas. As ondas gravitacionais são tema de extensa pesquisa atual, que até agora se concentrou nas baixas frequências. As ondas gravitacionais de alta frequência, como definidas pelos físicos Douglass e Braginsky (1979), são ondas gravitacionais com frequências acima de 100 kHz. As ondas gravitacionais de baixa frequência (LFGWs), como as detectáveis por detectores interferométricos de GW (por exemplo, o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser, LIGO), não se aplicam às comunicações por causa de seus comprimentos de onda muito longos, muitas vezes de milhares de quilômetros, e, mais importante ainda, da incapacidade de gerá-las efetivamente em laboratório. Além disso, detectores de LFGW não detectam HFGWs (Shawhan, P. S., 2004).Nota editorial: Conferido no fac-símile da página.
Conferir original em inglês
1.0 Introduction 1.1 INTRODUCTION Of the applications of high-frequency gravitational waves (HFGWs), communication appears to be the most important and most immediate. Gravitational waves have a very low cross section for absorption by normal matter, so high-frequency waves could, in principle, carry significant information content with effectively no absorption unlike electromagnetic (EM) waves. Multi-channel HFGW communications can be both point-to-point (for example, to deeply submerged submarines) and point-to-multipoint, like cell phones. HFGWs pass through all ordinary material things without attenuation and represent the ultimate wireless system. One could communicate directly through the Earth from Moscow in Russia to Caracas in Venezuela—without the need for fiber optic cables, microwave relays, or satellite transponders. Antennas, cables, and phone lines would be things of the past. A timing standard alone, provided by HFGW stations around the globe, could result in a multi-billion dollar savings in conventional telecom systems over ten years, according to the recent analysis of Harper and Stephenson (2007). The communication and navigation needs of future magneto hydrodynamic (MHD) aerospace vehicles, such as the MHD aerodyne (www.mhdprospects.com), which is high in electromagnetic interference, similar to plasma interference seen at reentry, would be another possible applications area for HFGW communications. 1.2 DEFINITION OF HIGH-FREQUENCY GRAVITATIONAL WAVES Visualize the luffing of a sail as a sailboat comes about or tacks. The waves in the sail's fabric are similar in many ways to gravitational waves (GWs), but instead of sailcloth fabric, gravitational waves move through a "fabric" of space. Einstein called this fabric the "space-time continuum" in his 1915 work known as General Relativity (GR). Although his theory is very sophisticated, the concept is relatively simple. This fabric is four-dimensional: it has the three usual dimensions of space-east-west, north-south, and up-down-plus the fourth dimension of time. Here is an example: we define a location on this "fabric" (Einstein, 1916) as 5th Street and Third Avenue on the fourth floor at 9 AM. No one can see this "fabric," just as no one can see wind, sound, or gravity. Nevertheless, those elements are real, and so is this "fabric." If one could generate ripples in this space-time fabric, many applications would become available. Much like radio waves can be used to transmit information through space, gravitational waves could be used to perform analogous functions. Gravitational waves are the subject of extensive current research, which so far has focused on low frequencies. High-frequency gravitational waves, as defined by physicists Douglass and Braginsky (1979), are gravitational waves having frequencies higher than 100 kHz. Low-frequency gravitational waves (LFGWs), such as those detectable by interferometric GW detectors (for example, the Laser Interferometer Gravitational Observatory, or LIGO) are not applicable to communications due to their very long wavelengths, often thousands of kilometers in length and, even more importantly, the inability to generate them effectively in the laboratory. Furthermore LFGW detectors cannot detect HFGWs (Shawhan, P. S., 2004).Consultar a ficha do documento ↗ · Página física 6, contando a capa.
TRECHO 5 · PÁGINA FÍSICA 37
D140, páginas físicas 37 a 42: seção 4.0, potencial futuro, com o roteiro, as previsões até 2050, outras aplicações e “2050 e além” (íntegra; figuras descritas)
4.0 Potencial futuro. 4.1 ROTEIRO DE DESENVOLVIMENTO. Sugere-se aqui um roteiro de desenvolvimento para a aplicação de ondas gravitacionais de alta frequência (HFGWs) no campo das comunicações. O roteiro deve ter duas frentes: • O trabalho teórico sobre transmissores (geradores) e receptores (detectores) de HFGW deve continuar. • Dispositivos experimentais devem ser construídos e testados em laboratório e depois transferidos para um sistema prático de comunicações. Um cronograma sugerido do roteiro de desenvolvimento e de suas fases está na Figura 24. A pesquisa teórica é sempre um empreendimento contínuo, mas é especialmente importante estimular, nos próximos anos, o trabalho de desenvolvimento de abordagens experimentais voltadas a demonstrar a geração e a detecção de ondas gravitacionais em laboratório. Esse é o tipo de trabalho acadêmico que se faz melhor num ambiente de universidade de pesquisa, ao menos pelos próximos dez anos, até que experimentos de laboratório possam verificar a geração em laboratório. Sem confirmação precoce, a tecnologia não ganhará aceitação ampla nem avançará. [Figura 24. Roteiro de desenvolvimento de aplicações espaciais de comunicação por HFGW, cronograma estimado: por décadas, de 201X a 204X, pesquisa experimental, desenvolvimento de protótipos, desenvolvimento de dispositivos, desenvolvimento de aplicações e primeira entrega de aplicações, produção e melhorias, com marcos de decisão entre as fases.] O maior benefício viria de um esforço coordenado distribuído entre várias universidades. Sempre que possível, ativos já existentes devem ser usados para render o financiamento ao máximo. Por exemplo, se for necessária luz síncrotron para verificar o efeito Gertsenshtein e o efeito Li, um levantamento das instalações nacionais de luz síncrotron existentes deve fazer parte do esforço financiado, para encontrar uma instalação anfitriã adequada. A entidade financiadora, isto é, a National Science Foundation, teria a responsabilidade geral de coordenar essa atividade de forma contínua, por meio da revisão de propostas, da concessão de contratos e de revisões de progresso, e a abordagem deve ser flexível o bastante para permitir o redirecionamento do financiamento caso uma nova tecnologia ou invenção particularmente promissora passe para o primeiro plano. Supondo que resultados positivos de laboratório possam ser obtidos e revisados por pares num prazo de 10 a 12 anos, a etapa seguinte exigiria um período de desenvolvimento de protótipos, no qual a física e a engenharia de dispositivos necessárias para sustentar a tecnologia poderiam amadurecer. À medida que os protótipos se mostrassem promissores, poderiam passar ao desenvolvimento de dispositivos, a primeira ocasião em que a indústria provavelmente entraria na área. Uma vez prontos os dispositivos individuais necessários para a tecnologia de comunicação por ondas gravitacionais, por exemplo geradores e sensores de GW, será possível iniciar o desenvolvimento em escala plena de aplicações de sistemas. Esse é um cronograma conservador, baseado na escala do desenvolvimento de tecnologias anteriores. Se surgirem avanços decisivos, ou se o ritmo do desenvolvimento tecnológico acelerar, o progresso pode certamente ocorrer mais depressa. 4.2 PREVISÕES PARA AS COMUNICAÇÕES POR HFGW ATÉ 2050. A seguir, com os olhos no futuro, fazem-se extrapolações sobre o desenvolvimento de uma tecnologia de comunicações por HFGW no futuro distante (por exemplo, 2050 e além). É difícil prever até dez anos à frente, quando esperamos ter disponíveis os resultados do teste de prova de conceito (ou experimento “Bell-Watson”) e concluídas as aplicações imediatas às comunicações por HFGW. A especulação para além desse ponto dependerá do desenvolvimento avançado de cristais FBAR, de novos materiais dentro dos guias de onda toroidais e assim por diante, ou mesmo de abordagens inteiramente novas, como as propostas por G. Fontana, V. Rudenko, R. Chiao e outros. Sem dúvida, o desempenho do detector Li-Baker também pode ser muito melhorado com campos magnéticos mais fortes, feixes gaussianos mais intensos e defletores melhores, bem como com novos projetos de detector ainda a desenvolver, possivelmente baseados em teorias desenvolvidas na Universidade de Birmingham, no INFN de Gênova e no Observatório Astronômico Nacional do Japão. Também se preveem projetos ótimos de canais, bandas e modulação de comunicação. Muitos desses conceitos avançados foram discutidos no 3º Workshop de HFGW, em Huntsville, em fevereiro de 2009. Os avanços da nanotecnologia permitirão fabricar transceptores de HFGW cada vez menores, com dimensões milimétricas e exigências de potência de miliwatts, até 2050, e etiquetas em nanochip “Radio ID”, ou melhor, “HFGW ID”, poderão ser onipresentes. As transmissões por ondas gravitacionais também teriam a vantagem de atravessar a blindagem protetora de plasma que no futuro poderá ser usada rotineiramente para proteger a tripulação de naves tripuladas, isto é, comunicações através de magnetosferas artificiais, um limite tecnológico das comunicações por RF. 4.3 NAVEGAÇÃO INTERPLANETÁRIA E MAPEAMENTO DE GEOIDES ATÉ 2050. Embora não haja dúvida de que o rastreamento estelar continuará sendo a principal fonte de navegação de missões espaciais no futuro previsível, como introduzido na Seção 3.4.2, as HFGWs também podem se mostrar úteis, em conjunto com a RF, como auxílio à navegação em missões interplanetárias (sem blindagem planetária), mapeando geoides no espaço interplanetário por navegação de linha de base longa. Por exemplo, se houvesse uma fonte de GW na Terra e outra na Lua, esse par forneceria balizas relativas para missões a Marte, que poderiam servir a várias funções, como balizas de navegação, retransmissores de comunicação e, em conjunto com sinais de RF, mapear geoides por diferença relativa de tempo de chegada dos sinais. A navegação de linha de base muito longa poderia ser obtida colocando uma fonte na Terra e outra fonte de GW em Marte, para uma linha de base que na maior parte do tempo seria muito ampla em relação aos planetas exteriores, em missões a esses planetas. Ver as Figuras 25 a 27 para várias opções de pares de balizas de navegação. [Figuras 25 a 27: par de fontes de GW na Terra usado por uma missão lunar; par na Terra e na Lua usado por uma missão a Marte; par na Terra e em Marte como referência para os planetas exteriores, com distâncias e ângulos indicados.] 4.4 OUTRAS POSSÍVEIS APLICAÇÕES DAS HFGWs. Os avanços mais impressionantes nas aplicações de HFGW provavelmente não estarão nas comunicações, mas na fusão nuclear gerada remotamente por HFGW, na propulsão por HFGW e na vigilância por HFGW. Se um fluxo de HFGW de intensidade ultra-alta incidir sobre um núcleo, é possível que inicie fusão nuclear num local remoto, ou a desagregação da massa. Também pode ser possível criar reações nucleares e reações de energia sem resíduos radioativos (Fontana, G. e Baker, R. M L, Jr. 2007). Como eles sugerem: “Em amplitudes altas, a GR (radiação gravitacional) é não linear, de modo que podemos esperar um desvio da óptica geométrica. Felizmente, o problema já foi examinado teoricamente, e os efeitos resultantes se mostram vantajosos. A não linearidade melhora o processo de focalização, e h vai a um em tempo finito, produzindo uma singularidade ‘independentemente’ da amplitude inicial, não focalizada, da onda gravitacional incidente (Corkill e Stewart, 1983; Ferrari, 1988a; Ferrari 1988b; Ferrari, Pendenza e Veneziano, 1988; Veneziano, 1987; Szekeres, 1992). O efeito de um pulso de HFGWs com Δh = 0,995 sobre o par formado por um núcleo de deutério e seu elétron é a redução de sua distância relativa por um fator de 200. Se essa redução de distância for efetiva por alguns picossegundos, os dois núcleos de uma molécula de deutério podem se fundir e produzir um átomo de hélio mais energia, que é o processo usual de fusão nuclear numa estrela.” As HFGWs poderiam, teoricamente, ser usadas para propulsão e controle do movimento de objetos como mísseis, ogivas, espaçonaves e asteroides, e para o controle remoto de nuvens de vapores perigosos. Mudanças do campo gravitacional produzidas por um ou mais geradores de HFGW poderiam impelir uma espaçonave numa dada direção, causando um campo gravitacional estático menor à frente do veículo (ele “cai” para a frente) e maior atrás (dando um “empurrão”). O conceito é que a massa essencialmente “rola” ladeira abaixo de uma “colina” produzida pelo campo g estático; isto é, o aumento de energia potencial de uma massa é fornecido pelas HFGWs energéticas. A magnitude do campo g estático é proporcional ao quadrado da frequência da HFGW (Landau e Lifshitz, 1975, seção 108, página 349). Especificamente: “Como tem energia definida, a própria onda gravitacional é a fonte de algum campo gravitacional adicional (campo g estático). Como a energia que o produz, esse campo é um efeito de segunda ordem em h_ik. Mas, no caso de ondas gravitacionais de alta frequência, o efeito é significativamente reforçado: o fato de o pseudotensor t_ik ser quadrático nas derivadas de h_ik introduz o fator grande λ⁻². Nesse caso, podemos dizer que a própria onda produz o campo de fundo (campo g estático) no qual se propaga. Esse campo [g estático] é convenientemente tratado fazendo a média descrita acima sobre regiões do espaço quadridimensional com dimensões grandes em comparação a λ. Essa média suaviza a ‘ondulação’ de onda curta e deixa a métrica de fundo de variação lenta (campo g estático).” (Colchetes e sublinhado acrescentados para clareza e ênfase.) Tal aplicação também deve aguardar o desenvolvimento futuro de geradores de HFGW de intensidade muito alta. Um meio novo de imageamento, ou vigilância por HFGW, poderia ser desenvolvido no futuro para estabelecer um sistema que permitisse observar atividades e materiais em três dimensões, dentro e abaixo de estruturas e dentro da Terra e de seus oceanos. As ondas gravitacionais, incluindo as HFGWs, atravessam a maior parte dos materiais com pouca ou nenhuma atenuação; mas, embora não sejam absorvidas, sua polarização (Li e Nan, 2009), velocidade de fase (causando refração ou desvio dos raios gravitacionais), retroespalhamento e/ou outras características podem ser modificados pela textura e estrutura interna de um objeto material. Por exemplo, a mudança de polarização de uma GW que atravessa um objeto material é discutida em Misner, Thorne e Wheeler (1973): “No universo real há curvaturas do espaço-tempo devidas não apenas à energia das ondas gravitacionais, mas também, e mais importante, ao conteúdo material [objetos e estruturas] do universo... seu comprimento de onda muda [por desvio gravitacional para o vermelho] e [a onda gravitacional] é retroespalhada pela curvatura em alguma medida. Se a onda é um pulso, então o retroespalhamento fará sua forma e polarização...” É difícil estabelecer teoricamente a magnitude real das mudanças, especialmente em frequências muito altas (10¹⁴ Hz e mais), e quantificá-las antes de experimentos de laboratório de geração e detecção de HFGW. 4.5 2050 E ALÉM. As fases da exploração espacial humana podem ser divididas em: • Época 1 – Exploração interplanetária • Época 2 – Exploração interestelar • Época 3 – Exploração intergaláctica • Época 4 – Exploração universal. Cada fase terá seus próprios desafios e oportunidades, mas certamente se pode especular que a necessidade humana de conexão e comunicação não conhece limites. Assim, qualquer expansão além da Época 1 terá enormes desafios na área de comunicação. As vastas distâncias envolvidas exigirão alguma forma de comunicação que envolva propagação mais rápida que a luz (FTL). Embora seja uma área altamente especulativa, tais esquemas foram propostos para HFGW FTL. Fontana e Meholic (relatórios não publicados) propuseram modelos do universo, como o modelo “trispace”, em que ondas gravitacionais subluminais ou luminais poderiam se acoplar a um “universo paralelo” superluminal, dentro do qual velocidades FTL seriam possíveis. Tal esquema seria necessário para comunicar entre sistemas estelares e galáxias se a humanidade quiser manter algum tipo de civilização coesa. Sem comunicações, temos um histórico de civilização fraturada e acabamos nos tornando nossos piores inimigos. A comunicação universal traz a elevada promessa da paz universal.Nota editorial: Conferido no fac-símile das páginas 37 a 42. O gráfico da Figura 24 e os diagramas das Figuras 25 a 27 foram descritos, porque o texto automático os desmonta.
Conferir original em inglês
4.0 Future Potential 4.1 DEVELOPMENTAL ROADMAP A development roadmap is suggested here for the application of High Frequency Gravitational Waves (HFGWs) in the field of communications. The development roadmap should be twofold: • Theoretical work should continue on HFGW transmitters (generators) and receivers (detectors). • Experimental devices should be built and tested in the laboratory and then transitioned over to a practical communications system. A suggested developmental roadmap schedule and phasing timeline is included as Figure 24. Theoretical research is always an ongoing enterprise, but it is especially important to encourage work in the development of experimental approaches aimed at demonstrating laboratory generation and sensing of gravitational waves for the next few years. This is the kind of academic work that is best done in a research university setting, at least for the next ten years or so, until laboratory experiments can verify laboratory generation. Without early confirmation the technology will not gain widespread acceptance and move forward. [Figure 24: timeline chart by decade (201X to 204X) with phases of experimental research, prototype development, device development, applications development, and first applications delivery, production and upgrades, separated by go/no-go milestones] Figure 24. HFGW Com Space Application Development Roadmap, Estimated Timeline The most benefit would come from a coordinated effort spread over a number of different universities. Wherever possible, pre-existing assets should be utilized to stretch funding as far as possible. For example, if synchrotron light is needed to verify the Gertsenshtein effect and the Li-effect, a survey of existing national synchrotron light facilities should be part of the funded effort to find an appropriate host facility. The funding activity—that is, the National Science Foundation—would have the overall responsibility to coordinate this activity in an ongoing manner, through proposal review, contract awards, and progress reviews, and the approach should be flexible enough to allow the redirection of funding should a particularly promising new technology or invention move to the forefront. Assuming that positive laboratory results can be achieved and peer reviewed in a 10 to 12 year timeframe, the next step would call for a period of prototype development, in which the device physics and engineering needed to support the technology could be matured. As prototypes show promise they could be transitioned to device development, the first time that industry would likely enter the field. Once the individual devices required to support GW communication technology—for example, GW generators and GW sensors—are in place, at that point it will be possible to begin full-scale development of systems applications. This is a conservative timeline, based on scaling from the development of previous technologies. If breakthroughs materialize, or if the pace of technological development quickens, progress may certainly occur more quickly than this. 4.2 HFGW COMMUNICATIONS PREDICTIONS TO 2050 In what follows, with an eye to the future, extrapolations are made concerning the development of a HFGW communications technology into the far future (for example, 2050 and beyond). It is difficult to predict even ten years in advance to the time when we expect to have the results of the proof-of-concept test (or "Bell-Watson" experiment) are available and the immediate applications to HFGW communications completed. Speculation beyond that time will be contingent upon advanced development of FBAR crystals, new materials within the toroidal waveguides, and so forth, or even entirely new approaches such as those proposed by G. Fontana, V. Rudenko, R. Chiao, et al. No doubt the Li-Baker detector performance can also be greatly improved with stronger magnetic fields, more intense Gaussian beams, and better baffles as well as new detector designs yet to be developed possibly based upon theories developed at Birmingham University, INFN Genoa and The National Astronomical Observatory of Japan. Optimum designs of communication channels, bands and modulation are also be anticipated. Many of these advanced concepts were discussed at the 3rd HFGW Workshop in Huntsville in February 2009. Nanotechnology advances will allow for the fabrication of smaller and smaller HFGW transceivers having millimeter dimensions and milliwatt power requirements by 2050 and "Radio ID" or rather "HFGW ID" nanochip tags may be ubiquitous. Gravitational wave transmissions would also have the advantage of being able to pierce the protective plasma shielding that may in the future be routinely used to protect the crew aboard manned vessels—that is, communications through artificial magnetospherics, a technological limit of RF communications. 4.3 INTERPLANETARY NAVIGATION AND GEOID MAPPING TO 2050 While there is no doubt that stellar tracking will remain the primary source of navigation for space missions in the foreseeable future, as introduced in Section 3.4.2, HFGW may also prove useful in conjunction with RF in providing a navigation aid for interplanetary missions (with no planetary shielding) by mapping geoids in interplanetary space via long baseline navigation. For instance, if there were one GW source on Earth, and one GW source on the Moon, such a pair of GW sources would provide relative beacons for missions to Mars that could serve multiple roles as navigation beacons, communication relays, and in conjunction with RF signals, map geoids via relative time difference of arrival signals. Very Long Baseline Navigation could be achieved by placing a source on Earth and one GW source on Mars for a baseline that would most often be very widely spread with respect to the outer planets, for outer planetary missions. See Figures 25-27 for a number of different navigation beacon pair options. [Figures 25 to 27: diagrams of a GW pair on Earth as used by a lunar mission; a GW pair on Earth and on the Moon as used by a mission to Mars; a GW pair on Earth and on Mars for an outer planetary reference pair] 4.4 OTHER POSSIBLE HFGW APPLICATIONS The most stunning advances in HFGW applications will probably not be in communications, but in the remotely HFGW-generated nuclear fusion, HFGW propulsion and HFGW surveillance. If an ultra-high-intensity HFGW flux impinges on a nucleus, it is possible that it could initiate nuclear fusion at a remote location, or mass disruption. Also it may be possible to create radioactive waste-free nuclear reactions and energy reactions (Fontana, G. and Baker, R. M L, Jr. 2007). As they suggest: "At high amplitudes, GR (Gravitational Radiation) is nonlinear, thus we might expect a departure from geometric optics. Fortunately, the problem has been already theoretically examined and the resulting effects are found to be advantageous. Nonlinearity improves the focusing process and h goes to one in finite time, producing a singularity "regardless" of the starting, non-focused amplitude of the impinging gravitational wave (Corkill and Stewart, 1983; Ferrari, 1988a; Ferrari 1988b; Ferrari, Pendenza and Veneziano, 1988; Veneziano, 1987; Szekeres, 1992). The effect of a Δh = 0.995 pulse of HFGWs on the couple formed by a deuterium nucleus and its electron is the reduction of their relative distance by a factor of 200. If this distance reduction is effective for a few picoseconds, then the two nuclei of a deuterium molecule can fuse and give an He atom plus energy, which is the usual nuclear-fusion process in a star. " HFGWs could theoretically be used for propulsion and control of the motion of objects such as missiles, missile warheads, spacecraft, and asteroids, and remote control of clouds of hazardous vapors. Gravitational field changes by one or more HFGW generators could urge a spacecraft in a given direction, causing a lower static gravitational field in front of a vehicle (it "falls" forward) and a higher one behind (providing a "push"). The concept is that the mass essentially "rolls" down a "hill" produced by the static g-field; that is, potential energy increase of a mass is provided by the energetic HFGWs. The magnitude of the static g-field is proportional to the square of the HFGW frequency (Landau and Lifshitz, 1975, section 108, page 349). Specifically: "Since it has definite energy, the gravitational wave is itself is the source of some additional gravitational field (static g-field). Like the energy producing it, this field is a second-order effect in the h_ik. But in the case of high-frequency gravitational waves the effect is significantly strengthened: the fact that the pseudotensor tik is quadratic in the derivatives of the h_ik introduces the large factor)...-2. In such a case we may say that the wave itself produces the background field (static g-field) on which it propagates. This [static g] field is conveniently treated by carrying out the averaging described above over regions of four-space with dimensions large compared to A. Such an averaging smooths out the short-wave "ripple" and leaves the slowly varying background metric (static g-field)." (Brackets and underline added for clarity and emphasis.) Such an application must also await the future development of very high-intensity HFGW generators. A novel means of imaging or HFGW surveillance might be developed in future to establish a system to allow for observing activities and materials in three dimensions, within and below structures and within the Earth and its oceans. Gravitational waves, including HFGWs, pass through most material with little or no attenuation; but although they are not absorbed, their polarization (Li and Nan, 2009), phase velocity (causing refraction or bending of gravitational rays), backscatter, and/or other characteristics can be modified by a material object's texture and internal structure. For example, the change in polarization of a GW passing through a material object is discussed in Misner, Thorne, and Wheeler (1973): "In the real universe there are spacetime curvatures due not only to the energy of gravitational waves, but also more importantly to the material [objects and structures] content of the universe... its wavelength changes [based on gravitational red shift] and [the gravitational wave] backscatters off the curvature to some extent. If the wave is a pulse, then the backscatter will cause its shape and polarization.... " It is difficult to theoretically establish the actual magnitude of the changes, especially at very high frequencies (10^14 Hz and higher) and to quantify them prior to HFGW generation/detection laboratory experiments. 4.5 2050 AND BEYOND The phases of human space exploration may be divided into the following phases: • Epoch 1 - Interplanetary Exploration • Epoch 2 - Interstellar Exploration • Epoch 3 - Intergalactic Exploration • Epoch 4 - Universal Exploration Each phase will have its own challenges and opportunities, but one can certainly speculate that the human need for connectedness and communication knows no bounds. So any scope of expansion beyond Epoch 1 will have enormous challenges in the area of communication. The vast distances involved will require some form of communication that entails faster-than-light (FTL) propagation. While this is a highly speculative area, such schemes have been proposed for FTL HFGW. Both Fontana and Meholic (unpublished reports) have proposed models of the universe, such as the trispace model, in which subluminal or luminal gravitational waves may couple into a super-luminal "parallel universe" inside which FTL speeds are possible. Such as scheme would be required to communicate between star systems and galaxies if humankind is to maintain any type of cohesive civilization. Without communications we have a history of fractured civilization, and we slip into becoming our own worst enemy. Universal communication holds the lofty promise of universal peace.Consultar a ficha do documento ↗ · Página física 37, contando a capa.
Datas e contexto documental
- Acontecimento
- 06/04/2010 — Data da capa. ICOD (data-limite da informação): 1º de dezembro de 2009.
- Documento
- 06/04/2010 — Capa, página física 1.
- Publicação
- Não estabelecida — Liberado na série DOW-UAP do Departamento de Guerra dos EUA.
Origem e divulgação
Defense Intelligence Agency (DIA), Divisão de Apoio à Aquisição (DWO-3), programa AAWSAP; autor com nome substituído por “AAP Person 77” · DOW-UAP-D140_AAWSAP-DIRD-High-Frequency-Gravitational-Wave-Communications-April-6-2010.pdf
Conferidas no fac-símile as páginas 1, 2, 5 a 7, 26, 37 a 42 e 45.
Relatos relacionados e suas diferenças
- Contratação do AAWSAP, 2008
- DIRDs sobre dobra espacial e buracos de minhoca
- DIRD sobre engenharia da métrica
- DIRDs sobre antigravidade e massa negativa
Perguntas para continuar a investigação
- O detector Li-Baker proposto nos apêndices chegou a ser construído com recursos do programa?
- Por que um estudo de comunicações encomendado pela DIA dedica sua parte final a propulsão, fusão a distância e vigilância por ondas gravitacionais?
GEOGRAFIA DO CASO
Relatório técnico, sem local de evento
Estudo teórico sem episódio nem local de observação.
RASTRO DOCUMENTAL
Volte às fontes
As referências usam páginas físicas do PDF, contando a capa. Os resumos são apresentados em português; os documentos preservam seu idioma original.
- DOW-UAP-D140_AAWSAP-DIRD-High-Frequency-Gravitational-Wave-Communications-April-6-2010.pdf
Páginas físicas 1 e 2 (capa e expediente), 5 e 6 (resumo e introdução), 7, 26 e 40 (figuras 1, 14, 26 e 27) e 37 a 42 (seção 4, potencial futuro)
DOW · 57 páginas
Síntese editorial baseada no fichamento do acervo, revista em 26/09/2026. Como lemos os documentos.


