звук - Blog Posts

Стоунхендж усилил голоса и музыку внутри каменного кольца

Ученые построили модель в масштабе 1/12 для изучения акустики древнего памятника.

Добро пожаловать в Саундхендж. Хорошо, этот памятник действительно называется Стоунхендж. Но этот древний памятник на юге Англии - чудо акустики (Ah-KOO-stix). Новое исследование предполагает, что его массивные камни усилили бы голоса и улучшили бы музыку для людей в огромном кругу.

Расположение камней создало определенное акустическое пространство. Речь или музыка внутри него не просочились бы в окружающую сельскую местность. «Даже люди, стоящие возле каменного круга, не услышали бы», - говорит Тревор Кокс.

Его команда описывает звук Стоунхенджа в октябрьском журнале археологических наук.

Кокс - инженер-акустик. Это означает, что ему интересно, как звук взаимодействует с объектами. Чтобы исследовать влияние Стоунхенджа на звук, Кокс и его коллеги построили масштабную модель. Они использовали лазерное сканирование этого места и археологические свидетельства, чтобы максимально точно имитировать реальный объект.

Они сделали масштабную модель диаметром 2,6 метра (8,5 футов). Это одна двенадцатая размера настоящего памятника. Он настолько велик, насколько мог быть, и при этом помещается в акустической камере Солфордского университета в Англии. Здесь работает Кокс. В этой комнате имитировалось поведение звука из-за твердой почвы внутри памятника и открытого ландшафта вокруг него.

Кокс окрестил модель «Стоунхендж Лего». Его команда делала искусственные камни, которые они могли перемещать . Их дизайн был основан на исторической реконструкции Стоунхенджа 4200 лет назад. В нем было около 157 камней, в том числе 30 стоячих камней во внешнем кольце. (Сегодня в Стоунхендже 63 целых камня и 12 сломанных.)

Что такое трехмерная печать?

Сначала исследователи напечатали 3-D 27 камней, чтобы они соответствовали имеющимся размерам и формам. Они сделали силиконовые формы из набивных камней. Затем они использовали гипс, смешанный с другими материалами, чтобы отлить остальные 130 камней. По словам Кокса, модели камней были разработаны так, чтобы поглощать как можно меньше шума. В другом отношении они очень похожи на настоящие камни Стоунхенджа.

Наконец, команда разместила динамики и микрофоны в различных точках внутри и сразу за пределами Stonehenge Lego. Каждый динамик издавал чирикающие звуки, переходящие от низких к высоким частотам. Высота звука была изменена, чтобы соответствовать размеру модели. Таким образом, они взаимодействовали с модельными камнями так же, как естественные звуки в настоящем Стоунхендже.

Команда обнаружила, что сквозь все промежутки между камнями внутри Stonehenge Lego ненадолго проникли звуки. Исследователи рассчитали время реверберации в модели. Это мера того, сколько времени нужно звуку, чтобы затухать на 60 децибел. (Это равняется одной миллионной исходной звуковой энергии. В этот момент звук в основном пропадает.) Более длительная реверберация означает, что звук будет задерживаться дольше.

Среднечастотные звуки внутри модели длились в среднем около 0,6 секунды. Этот эффект повысил бы способность слышать голоса в круге. По словам Кокса, это также улучшило бы звучание барабанов или других музыкальных инструментов. Как это соотносится с местами, в которых вы можете слышать музыку сегодня? Звуки могут отразиться в гостиной около 0,4 секунды. Это продлится около двух секунд в большом концертном зале и примерно восемь секунд в большом соборе.

Стоунхендж Lego не проецировал звук на окружающую территорию. При этом качество звука из внешних динамиков не улучшилось. И звуки не перекликались с масштабной моделью. Внутренние группы искусственных камней помогали блокировать эхо. Они заглушали и рассеивали звуки, отраженные от внешнего каменного круга.

Акустика в Стоунхендже изучалась и раньше. Но эта работа была незавершенной, - говорит Тимоти Дарвилл. Он археолог из Борнмутского университета в Англии. Он проводил раскопки в Стоунхендже, но не участвовал в новом исследовании. Некоторые исследователи измеряли звуки в том, что осталось от Стоунхенджа сегодня, и в конкретной копии Стоунхенджа в штате Вашингтон. В другом акустическом исследовании использовалась компьютерная модель древнего городища.

Новое исследование было «тщательно и неукоснительно выполнено», - говорит Руперт Тилль. Он музыковед в Хаддерсфилдском университете в Англии. Он использовал компьютер для моделирования акустики в Стоунхендже. Тем не менее, по его словам, остается много вопросов о звуке сайта. Тилль утверждает, что более широкий диапазон акустических измерений может помочь обнаружить эффекты эха в масштабной модели. Такое эхо присутствует в Стоунхендже. Более того, отмечает он, «Стоунхендж гудит, когда дует сильный ветер». Почему это происходит, остается загадкой.

Неизвестно, какие церемонии или мероприятия происходили в Стоунхендже. Это место действительно служило кладбищем примерно от 5000 до 4400 лет назад. Но какая-то роль звука неизвестна. Фактически, Кокс предупреждает, что у дизайнеров Стоунхенджа, возможно, были большие проблемы, чем акустика. Скорее всего, они больше уделяли внимания таким факторам, как общение с мертвыми и выравнивание камней по солнцу и звездам.

Что бы люди ни делали в Стоунхендже, новое исследование «показывает, что звук достаточно хорошо сдерживался внутри памятника». Это говорит о том, что его кольцо из камней «было достаточно хорошо изолировано от входящих звуков», - говорит Дарвилл. Представьте, что вы слышите звуки, кружащие внутри древнего памятника. Это, по его словам, «должно быть, было одним из фундаментальных событий Стоунхенджа».

А вы что знаете про Стоунхендж?