De bankjes in het Epidaurustheater zijn een ideaal geluidsfilter

Elk jaar bewonderen duizenden toeristen de schoonheid en de symmetrie van het Epidaurus-theater in de Griekse Peloponnesus. Maar vooral verbazen ze zich over de wonderbaarlijk goede akoestiek: een gewoon gesprekje op de toneelvloer is op de bovenste rijen – zestig meter verderop – prima te volgen. Daar zorgen niet alleen de ligging en de halve cirkelvorm van het theater voor, maar het komt ook door de manier waarop de rijen gerangschikt zijn. Dat schrijven fysicus Nico Declercq van het Georgia Institute of Technology in het Amerikaanse Atlanta en zijn collega Cindy Dekeyser in een binnenkort te verschijnen publicatie (Journal of the Acoustical Society of America, april 2007).

De rijen van kalkstenen bankjes zorgen als het ware voor een gerimpeld oppervlak, en de structuur daarvan werkt als een filter, zo schrijven zij. De stemmen van toneelspelers en de klanken van muziek, met relatief veel hoge frequenties, dringen door tot aan de hoogste rijen, maar omgevingsgeluiden zoals het (laagfrequente) geritsel van bomen en gemurmel van het publiek worden gedempt.

Of de architect, Polycleitus de Jongere, de bankjes in de vierde eeuw voor Christus doelbewust zo plaatste, valt niet meer te achterhalen. Zeker is wel dat de oude Grieken inzicht in de voortplanting van geluid hadden. Ze kenden verschijnselen als echo – dat in moderne gesloten concertzalen nogal eens voor galm zorgt –, en ze wisten dat geluid versterkt kon worden of juist kon wegsterven.

Declercq en Dekeyser halen de befaamde Romeinse architect Marcus Vitruvius Pollio aan die in De Architectura (eerste eeuw v. Chr.) over Epidaurus schreef: “Daarom volgden de oude architecten (...) de stem die opsteeg en plaatsten zo de rijen boven elkaar. Volgens de regels van de wiskunde en de methodes van de muziek, probeerden ze op die manier de stemmen van de toneelvloer helderder en fraaier naar de oren van de toeschouwers te laten opstijgen.”

Toch schreef men later, nadat het onder klei bedolven geraakte theater in de negentiende eeuw weer was opgedolven, de goede akoestiek vooral toe aan de ligging van het theater. Hoog op de relatief stille heuvel zou de heersende wind de stemmen van de toneelspelers meestal naar het publiek meevoeren. De steile helling maakt bovendien de weg van het geluid kort en heel rechtstreeks.

Maar de berekeningen van Declercq en Dekeyser laten zien dat, in elk geval in een leeg of half gevuld theater, de rangschikking van de rijen nog belangrijker is. Daarvan zijn er 34 uit de vierde eeuw voor Christus, met daarboven nog eens 21 die in de Romeinse tijd werden toegevoegd. Hoe de geluidsgolven tegen deze ‘rimpelingen’ kaatsen, en elkaar daarna uitdoven of versterken, verschilt per frequentie. Hoge frequenties vullen het theater met helder en gelijkmatig verdeeld geluid, frequenties onder de 500 Hz worden als het ware weg gefilterd, zo concluderen Declercq en Dekeyser.

Dat haalt ook de grondtonen uit de stemmen van toneelspelers (voor mannen tussen 85 en 155 Hz, voor vrouwen van 165 tot 255 Hz) weg. Maar dat is niet erg, schrijven zij, omdat het menselijk brein die grondtonen heel goed zelf kan invullen. Sterker, dat principe wordt dankbaar gebruikt in kleine radio’s, telefoons en kleine luidsprekers.

Hoe het geluid zich gedraagt als het theater tot en met de laatste zitplaats is gevuld – ongeveer veertienduizend bezoekers – is te complex om na te rekenen.

Margriet van der Heijden