Il fenomeno della risonanza nel Labirinto di Ravne: risultati preliminari

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Introduzione

 Il fenomeno della risonanza è un qualcosa di conosciuto da migliaia di anni. Spesso capito in maniera incompleta e a volte confuso con episodi di filosofia mistica, di esso ne troviamo traccia sia in remote scritture che nella tradizione orale, ma anche in antichi manufatti e nell’architettura preistorica (1).

  Anche se al giorno d’oggi sembra un fenomeno ben riconosciuto dalla fisica e viene utilizzato in molteplici tecnologie, non si conosce ancora bene la sua reale portata, che sia in ambito astronomico o in quel mondo di energie che si determinano a livello atomico. In definitiva è un territorio che a più livelli appare poco o per nulla esplorato sia in ambito meccanico, chimico, elettromagnetico, biologico ed acustico (1), ma attualmente la scienza sembra sempre più interessata ad esso per capire certi fenomeni naturali altrimenti inspiegabili.

  Senza entrare troppo approfonditamente in meccanismi fisici complessi possiamo dire che la risonanza è quel fenomeno nel quale un oggetto assorbe energia, la trasforma e l’emette di nuovo in altra forma, ma al meglio. Agli antipodi della risonanza possiamo trovare i meccanismi entropici di perdita di energia in maniera caotica e casuale.

  La risonanza può essere ritrovata a qualsiasi livello del Cosmo laddove troviamo una qualsiasi forma di energia, dal movimento della spirale della nostra galassia alle oscillazioni degli elettroni di un semiconduttore, ossia è un fenomeno che reperiamo ovunque e ovunque possiamo ritrovare la vibrazione di risonanza.

 

 Tra tutti tentativi di descrivere il fenomeno della risonanza in modo semplice, mi è parso il più comprensibile quello citato da J. Mortenson che porrò qui di seguito.

 Proviamo ad immaginare una semplice palla che sta a galla in un mare di energia, circondata da onde eterogenee, ossia onde che non sono delle dimensioni della taglia della nostra palla (Figura 1).

 

 

 

Figura 1 (da J. Mortenson)

 

 

 Nel caso che le onde siano molto più lunghe del diametro della palla, la palla rotolerà su di esse avanti e indietro come un canotto su un oceano.

 Ma cosa succede se le onde sono di lunghezza più piccola del diametro della palla?

 La palla non sarà più mossa avanti o indietro, o su ed in giù, ma le onde, al contrario, la oltrepasseranno o saranno riflesse dalla sua superficie. Sono principi abbastanza chiari ed esemplificati dalla termodinamica classica. 

  Ora, però, immaginiamo che l’altezza delle onde ed il diametro della palla siano della stessa ampiezza (Figura 2). L'onda oltrepassa la superficie della palla, ma quando giunge al lato opposto della palla è riflesso posteriormente, invece che superare anche questo lato.

 Allora l’onda ritorna indietro e si scontra con il primo lato inizialmente attraversato e da quale viene riflesso. A questo punto l’onda continua andare su e giù all’interno della palla all’infinito.

 A questo punto si può dire che l’energia dell’onda rimane intrappolata nella palla. Quindi se un'altra onda omogenea entra la palla, l'energia di quella onda sarà di nuovo assorbita completamente, ossia le onde e la palla saranno in risonanza e nessuna porzione di energia sarà sprecata o perduta all’esterno della palla. 

 

 

 

Figura 2 (da J. Mortenson)

 

 

 Pertanto, quando la lunghezza d'onda di un'energia è uguale alle dimensioni di un oggetto che la assorbe e poi la ricede in altra forma, questo processo di trasformazione di energia viene chiamato risonanza. La risonanza è, in termini più semplici, il processo di trasformazione di energia che accade quando si accorda l’energia agli oggetti. 

  Siccome noi viviamo in un continuum di spazio e tempo. Le energie e gli oggetti possono accoppiarsi in termini sia di tempo che sincronicità, proprio come si possono accoppiare in termini di spazio, lunghezza d'onda o dimensioni. Quando energie ed oggetti si accoppiano in termini di tempo, si dice che loro abbiano delle frequenze intonate, o "frequenze di risonanza".

 Poiché tutto nel nostro universo è in moto continuo e ci sono molte lunghezze d'onda e frequenze possibili dentro e intorno a noi, tutto quanto può essere soggetto a processi di risonanza. E questa ultima frase spiega quale è la potenza del concetto di risonanza.  

  Quando un oggetto è esposto ad un'energia risonante, l'energia si concentra nell'oggetto e diviene disponibile per l’esecuzione di un lavoro utile e il mantenimento di un ordine ben lontano dall'equilibrio statico di un sistema probabilistico.

  Gli altri oggetti posti nelle vicinanze che non risuonano con quella stessa frequenza (non accordati con quella frequenza), non trasformeranno e non accumuleranno l'energia risonante, e rimarranno in equilibrio con il loro stato o la loro dinamica. Questo rende la trasformazione risonante di energia un processo con un obiettivo molto preciso e verificabile in paragone ai processi casuali di trasformazione entropica dell’energia. 

  Dopo aver capito che il concetto di risonanza, si comprende quanto questo fenomeno permette di influenzare e controllare in ogni campo le interazioni fondamentali tra energia e materia  sia essa riguardi la fisica, la chimica o la biologia. 

  Noi in questo articolo affronteremo in particolare la risonanza acustica e in particolare il fenomeno della risonanza in alcune strutture antiche provocato dall’emissione di onde sonore a varie frequenze.

 

 

La risonanza nel neolitico

 Vi sono vari studi che hanno dimostrato che già nel neolitico questo fenomeno era noto ed in alcune civiltà megalitiche ne veniva fatto largo, uso soprattutto per motivazioni rituali o mistiche.

 

 Tra i pionieri della ricerca in questo senso va citato con onore il gruppo PEAR (Princeton Engineering Anomalies Research) della Princeton University diretto dal prof. Robert G. Jahn che ha condotto nel 1994 diversi esperimenti in sei siti neolitici mediante l’uso di generatori elettronici di suono e la misurazione delle loro proprietà acustiche (2).

 

 I siti selezionati furono sei: Wayland's Smithy, Chun Quoit, e Cairn Euny, in Gran Bretagna.; Newgrange, Cairns L e I, Carbane West in Irlanda. Tutti questi siti sono datati anteriormente al 3.500 a.C (2).

 

 

Tabella 1 (da R.G. Jahn et al)

 

 

 Le camere erano tutte delimitate da pietre grezzamente intagliate, però avevano anche configurazioni molto diverse, sia in dimensioni che in forma. Newgrange ad esempio era cruciforme, altre erano rettangolari o ad alveare, o, ancora, come i petali di un fiore.

 

 Le misurazioni acustiche nei sei siti neolitici dimostrarono che tutte queste strutture presentavano una forte risonanza ad una frequenza tra 95 e 120 Hz (con lunghezza d'onda di circa 3 m). Nonostante le notevoli differenze di forma delle camere e delle dimensioni dei muri esterni, i modelli acustici risonanti erano molto simili con nodi perfettamente configurati ed antinodi inframmezzati alla fonte centrale del suono. In alcuni casi, il disegno del pietra all’interno ed all’esterno assomigliavano a quelli dei modelli acustici (2).

 

 Siccome le frequenze risonanti erano ben comprese all'interno della tonalità della voce maschile ed adulta, la conclusione fu che sia nel canto che nella preghiera vi era un aumento dell’efficienza  della stessa per la risonanza della cavità; risonanza evidentemente ricercata per scopo rituale.

 

 

 

Mappa e risonanza a Wayland’s Smithy (da R.G. Jahn)

 

 

 La precisione di costruzione, però, non era matematica come in un moderno edificio. Ad esempio a Wayland’s Smithy (Gran Bretagna) che dispone di una configurazione cruciforme con due camere, est ed ovest, ed  un corridoio centrale, la frequenza di risonanza non era la stessa nelle due camere laterali. Se la camera  ovest che aveva una forma cuboide vi era una frequenza di risonanza intorno ai 102 Hz, la camera est, più rettangolare, aveva una frequenza di risonanza di 117 Hz. La sorgente sonora doveva però trovarsi al centro del corridoio posto in mezzo alle due camere per accendere questo straordinario effetto stereo (3).

 

 Comunque tutte le sei strutture esaminate dal PEAR presentavano comunque una risonanza intorno ai 110Hz.  In alcuni casi sembrò addirittura che alcune delle pietre megalitiche erette fossero state posizionate intenzionalmente per migliorare le proprietà acustiche della camera. Ciò sta ad indicare una notevole conoscenza delle proprietà acustiche e del fenomeno della risonanza anche in tempi remoti (3).  

 

 Va considerato che la ricerca di Jahn e collaboratori non è l’unica in questo campo. Anche la ricerca sui tumuli neolitici britannici da parte di Keating e Watson della Reading University, citata  ampiamente anche da Corliss nel suo catalogo delle anomalie archeologiche (5), è degna di nota.

 Come vanno anche citati i siti archeologici dell’antica Grecia come teatri e tombe ed il famoso Ipogeo neolitico a Malta, ma anche le stalattiti musicali dipinte in caverne abitate nel  Paleolitico, e le curiose '' pietre sonore '' nella California Meridionale usate dagli antichi nativi americani nei rituali.

 

 Forti di questi bagagli culturali e delle precedenti esperienze abbiamo deciso anche noi di tentare un studio nei tunnel di Ravne (Visoko, Bosnia-Erzegovina) da alcuni considerati solo delle miniere molto antiche, forse del Neolitico, ma senza un reale valore di tempio in cui potevano svolgersi dei rituali molto particolari.

 

 

I tunnel di Ravne

 Si tratta di una serie di gallerie scavate nel conglomerato in tempi antichi, ma gran parte della struttura dei tunnel che si ritrovano non molto lontano da Visoko (Bosnia-Erzegovina) è stata ampiamente alterata in vari momenti storici.

 

 Di sicuro si sa che già negli anni ’60 durante il periodo della ex-Jugoslavia furono modificati nella loro struttura originale da parte di minatori alla ricerca di una fonte d’acqua. In quella occasione fu posto poco sotto il piano di calpestio un tubo in Eternit traforato per un centinaio di metri di lunghezza in grado di raccogliere tutta l’acqua che filtrava dalle pareti e si raccoglieva sul fondo dei tunnel.

 Fu puntellata in più punti, inoltre, un’ampia parte dei tunnel ed è ipotizzabile che la sagoma originale ad arco gotico sia stata ampliata e modificata in più porzioni.

 

 Ugualmente negli anni recenti la messa in sicurezza della struttura, per poterla aprire alle visite turistiche con ampi puntellamenti in legno sovrastati da tavole grezze ugualmente in legno per impedire la caduta di frammenti dal tetto delle volte sul capo dei visitatori, hanno modificato ancora una volta il loro aspetto originale.

 

 Ma nel tratto terminale noto, a circa 250 metri dall’entrata, questi sono stati misteriosamente chiusi con terra fino al soffitto in epoca incerta, come anche una buona parte dei tunnel laterali che si dipartono dal percorso aperto. La motivazione di questa sigillatura non è nota ed anche il nostro gruppo di ricerca (SBRG) ha formulato diverse ipotesi, mai suffragate da prove realmente concrete.

 

 Già dal 2007 si è proceduto a rimuovere questa sigillatura riportando alla luce ampi tratti di tunnel in precedenza inaccessibili.

 

 L’opera dei volontari e degli operai della Fondazione Bosniaca della Piramide del Sole, che dispone delle concessioni governative per effettuare gli scavi archeologici, hanno però raggiunto alla fine del 2010 un risultato insperato. Procedendo alla de-sigillatura degli ultimi tratti del tunnel è stata scoperto un tratto completamente originale, ed in parte allagato, della lunghezza di alcune centinaia di metri.

 

 Questa nuova sezione dei tunnel ha permesso di riscoprire la forma originale di questa struttura persa negli altri settori. La struttura appare piuttosto semplice, talora con un ampio canale di portata minima per l’acqua posta nella base calpestabile con dei camminamenti laterali. In altre zone sono presenti degli ampi muretti a secco laterali che non sembrano avere solo funzione di sostegno.

 

 

 

Mappa aggiornata a luglio 2011 dei tunnel di Ravne (compilata da arch. L.Krsasovec lucas). In azzurro la nuova sezione scoperta non percorribile oltre la linea tratteggiata in quanto l’acqua raggiunge il soffitto.

 

 Per questi motivi, avendo a disposizione la struttura originale dei tunnel, che essendo parzialmente allagata non permette il reperimento di residui organici databili, abbiamo voluto ricercare quelle sonorità presenti nei templi preistorici e protostorici molto antichi. Lo scopo di questa ricerca era anche volta a determinare se la morfologia dei tunnel fosse solo da addebitare ad uno scavo casuale, tipico di una miniera e quindi libero da fenomeni acustici particolari come la risonanza oppure il loro disegno fosse stato studiato per la realizzazione di altri motivi, come ad esempio quelli rituali già ritrovati in Gran Bretagna ed Irlanda.

 

 

L’ingresso alla nuova sezione dei tunnel scoperta nel dicembre 2010 (SBRG)

 

 

Materiali e metodi

Trattandosi di uno studio preliminare non abbiamo voluto pedissequamente esaminare ogni tratto della nuova sezione dei tunnel con generatori di suono elettronico, ma abbiamo voluto ricreare le condizioni presenti nei tempi molto antichi dove poteva essere presente solo una voce maschile o femminile che cantava o pregava.

 

Il vantaggio non trascurabile rispetto agli studi del PEAR era di possedere dell’apparecchiatura microfonica e di registrazione high-end con una dinamica estesa anche nel campo degli ultrasuoni con una campionatura anche a 96.000Hz (apparecchiature Marantz PMD661  e Zoom H4N), evoluzione dopo quasi vent’anni di quella usata dal PEAR.

 

Per recepire con precisione l’eventuale risposta di risonanza dei tunnel alle voci si sono introdotti dei microfoni ultrasensibili omnidirezionali usati dai biologi (Aquarian Hydrophone H2a-XLR, risposta in frequenza da <10Hz a >100.000Hz) all’interno dello specchio d’acqua che giace sul fondo dei tunnel della nuova sezione.

 

 

Uno dei registratori digitali utilizzati (Marantz PMD661) e i microfoni omnidirezionali utilizzabili sotto acqua (Aquarian Hydrophones H2a-XLR) (SBRG)

 

 

 Questo tipo di microfoni con ampia banda passante sono normalmente utilizzati dai biologi marini per percepire il canto delle balene anche a diversi chilometri di distanza.

 In questo caso, poiché il suono si trasmette molto velocemente in acqua lo specchio d’acqua ha agito da parabola in grado di catturare la vibrazione di risonanza dei tunnel anche a molti metri di distanza.

 

 

 

Le manovre per il posizionamento dei microfoni e dei registratori nel tratto originale dei tunnel privo di illuminazione (SBRG)

 

 

 Contemporaneamente, per verificare la correlazione tra vibrazioni della voce dei cantanti e risposta dei tunnel si è voluto registrare la voce dei cantanti con dei microfoni con ampia gamma dinamica, ma anche con una risposta piatta alle diverse frequenze (Sennheiser MKH 800 Twin a condensatore, risposta in frequenza 10Hz – 50.000Hz).

 

 

 

Dopo ogni prova di canto eseguita all’ingresso della nuova sezione dei tunnel è stato verificata sul computer la correttezza della registrazione e del posizionamento della cantante

 

 Successivamente per la sovrapposizione e miscelazione delle diverse tracce registrate con le due diverse metodiche si sono utilizzati i programmi PRO TOOLS ver. 9.05 e PRAAT ver 5.3.02 per ambiente Mac.

 

 Di seguito si è analizzata la correlazione tra sorgente sonora e risposta dei tunnel anche dal punto di vista grafico.

 

 I cantanti hanno eseguito un repertorio di canto antico e di canto armonico, questo ultimo in grado di eccitare le strutture circostanti con frequenze fisse e non modulate, tipiche di vari canti mistici.

 

 

Risultati preliminari e conclusioni

 All’esame sonoro è stato subito possibile verificare una risposta di risonanza sonora a frequenze molto basse che perdurava fino a 20 secondi dopo il termine del canto armonico.

 

 Il suono di risposta dei tunnel si aggirava intorno ai 74 Hz, presentando la forma di un onda simile ad una curva gaussiana la cui cuspide aveva il valore citato e poteva essere eccitato molto facilmente dai cantanti.

 

 L’esperienza è durata varie ore e si è sempre ripetuta alla giusta sollecitazione vocale, confermando la ripetitività del fenomeno a parità di condizioni.

 

 Dall’esame effettuato, pertanto solo in via preliminare, appare evidente un meccanismo sonoro difficilmente ottenibile da una struttura il cui percorso è solo casuale, come tipico di una miniera, seppure molto antica.

 

 La durata del fenomeno non appare per nulla tipica di un eco o di un riverbero, ma tipica di un fenomeno di risonanza evidentemente ricercato con la produzione di un legame tra struttura e voce umana.

 

 Sarà, invece, necessario un ulteriore approfondimento della ricerca mediante l’uso di generatori di suono (oscillatori elettronici) in grado di far risuonare con esattezza la struttura. Operazione che svolgeremo nei prossimi mesi.

 

Paolo Debertolis, Heikki Altero Savolainen, Carmine Barisano

- 17 febbraio 2012

 

 

Bibliografia

(1)   J. Mortenson: “The Fall and Rise of Resonance Science”; Proceedings of Materials Science & Technology, pp. 2864 – 2875, 2010

(2)   Jahn R.G., et al.: "Acoustical Resonances of Assorted Ancient Structures," Technical Report PEAR no.95002, Princeton University, March 1995.

(3)   Jahn R.G., Devereux P., Ibison M.: "Acoustical Resonances of Assorted Ancient Structures,"  J. Acoust. Soc. Am. Vol.99 no.2, February 1996; 649-658

(4)   Devereux Paul, et al; "Acoustical Properties of Ancient Ceremonial Sites," Journal of Scientific Exploration, 9:438, 1995

(5)   William R. Corliss. Glen Arm: “Ancient Structure. Remarkable Pyramids, Forts, Towers, Stone Chambers, Cities, Complexes. A Catalog of Archeological Anomalies” ,The Sourcebook Project, 2001, Hardback, Maryland

 

 

1) Registrazione originale di parte del canto antico effettuato nei tunnel dai microfoni in aria per verificare la risposta in frequenza eseguito dalla cantante Denise Myriam Cannas: qui.

2) Registrazione originale di parte di canto armonico effettuato nei tunnel di Ravne. Il canto armonico fa vibrare i tunnel di Ravne per diversi secondi dopo il termine dell’emissione sonora. Si tratta di circa 20 secondi di risposta che è possibile ascoltare solo con una cuffia ad alta fedeltà e NON con gli altoparlanti del computer. Se usate delle cuffie con ampia quantità di bassi può essere colta la vibrazione di risposta molto profondamente. È quella che proviene dai microfoni (Hydrophones) posti in acqua che sono in grado di cogliere la diffusione sonora anche a notevole distanza. Trovate il tracciato qui.

Il tracciato è stato ottenuto sovrapponendo le tracce dei microfoni posti in aria, che raccolgono le vibrazioni della voce della cantante, con quelle raccolte in acqua e che registrano la risposta sonora dei tunnel.

3) Tracciato solo dei microfoni in acqua. In esso l'effetto di risonanza senza la voce della cantante: qui.

4) Breve video sintesi della ricerca preliminare: qui.

 

Revisione dopo la pubblicazione - Va specificato che per le connessioni tra microfoni e registratori si sono usati solo cavi schermati professionali di alta qualità. In particolare i microfoni Hydrophones della Aquarian sono stati ordinati in fabbrica con cavi ampiamente schermati, di alta qualità e su misura con connettori professionali XLR.

Inoltre, ad un esame grafico più approfondito, la frequenza di risonanza dei tunnel è risultata essere di un valore medio intorno ai 71,57Hz invece che di 74Hz, come visibile dal grafico sottostante.

 

 

SBRG - 15 novembre 2012

 

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