와우! 과학

[와우! 과학] 스트라디바리는 왜 아름다운 소리를 낼까?

작성 2015.02.26 15:06 ㅣ 수정 2015.02.27 15:49
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17~18세기 악기 거장 아마티, 스트라디바리(스트라디바리우스), 과르네리가 만든 바이올린은 이탈리아 크레모나가 낳은 세계 3대 바이올린으로, 수십억에서 수백억원의 가치를 지니고 있다. 이는 희소성도 있지만 오늘날 기술로도 이런 바이올린이 내는 아름다운 소리를 재현하기가 쉽지 않기 때문.

그렇다면 이런 유명한 바이올린은 어떻게 아름다운 소리를 낼 수 있는 것일까.

미국 매사추세츠공과대(MIT)의 음향 및 유체역학 연구팀이 보스턴 노스베넷거리학교(NBSS)의 바이올린 장인들과 함께 크레모나에서 만들어진 바이올린 수백 점을 측정한 결과, 이런 바이올린에는 고유 형태와 재질, 두께가 있는 것으로 확인됐다.

연구팀은 스트라디바리와 과르네리 등 유명한 장인들이 만들어낸 바이올린의 디자인 속에서 어떤 음향 효과가 나타나는지 조사하기 위해 박물관과 수집가들로부터 17~18세기에 제작된 크레모나 바이올린들과 도면 등 자료를 수집했다.

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또한 연구팀은 각 악기를 대상으로 X선과 CT 촬영을 시행하고 음향 공진을 측정했을 뿐만 아니라 크기와 재질, 두께 등을 비교했다. 그 결과, 바이올린의 형태는 물론 F자 구멍의 길이와 모양이 바이올린 연주때 나오는 소리의 핵심 요소가 되는 것으로 밝혀졌다.

여기서 F자 구멍은 바이올린의 소리를 외부로 전하는 울림구멍으로 가늘고 긴 형태가 많은데 이런 디자인은 바이올린의 기원이 되는 중세의 피들과 수금(리라), 리벡과 같은 악기에 있는 원형 울림구멍보다 효율적으로 소리를 낸다고 한다.

또한 바이올린 뒤판의 두께가 음향 출력과 관계가 있는 것도 밝혀졌다. 바이올린은 나무로 돼 있어 비교적 탄력적인데 소리를 낼 때 이런 재질이 공기 진동을 통해 미세하게 팽창한다.

즉 바이올린의 두꺼운 뒤판이 음질을 높인다고 연구팀은 설명했다.

또 연구팀은 세계 3대 바이올린이 아마티, 스트라디바리, 과르네리라는 오래된 순으로 F자 구멍이 가늘고 길어지고 뒤판이 두꺼워지는 것도 확인했다.

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연구에 참여한 니콜라스 마크리스 MIT 교수는 “울림구멍을 정확하게 재현하려고 해도 2%의 오차가 발생한다는 결과에서 F자 구멍의 진화는 합리적이지만 이는 계산된 것이 아니라 우연한 것으로 여겨진다”면서 “즉 당시 바이올린 장인들은 놀라울 만큼 좋은 귀를 지니고 있어 우연히 태어난 변화를 놓치지 않고 더 좋은 소리가 나도록 F자 구멍 디자인을 선택했다”고 설명했다.


즉 이런 결과가 오늘날 수십억에서 수백억원의 가치가 있는 것으로 인정되는 바이올린으로 남게 된 것이 아니겠느냐고 그는 말했다.

한편 이번 연구성과는 영국 왕립학회보 A(Proceedings of the Royal Society: A) 최신호에 실렸다.

사진=ⓒ포토리아, MIT뉴스

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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