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빛을 듣는다면 무슨 소리가 날까요? 과학자들이 원소가 내뿜는 빛을 소리로 바꾸었어요. 그러자 예상치 못한 소리가 나왔다는데요? 

그 소리를 공개합니다!

선 스펙트럼, 음표가 되다!

지난 3월, 미국 인디애나대학교 화학과 워커 스미스 연구원이 원소들의 소리를 공개했어요. 원소는 더 이상 분해할 수 없는 물질의 기본 성분입니다. 수소와 헬륨, 산소와 같은 원자의 종류를 뜻하지요.

원소들은 각자 고유한 특성을 지녀 질량이나 크기, 구조 등이 모두 달라요. 원소 알갱이인 원자에 전기나 열, 빛 등 에너지를 가하면 원자는 이를 흡수했다가 다시 빛의 형태로 에너지를 방출하는데, 이때 방출하는 빛 또한 원소마다 다르지요. 

원자가 방출하는 빛은 여러 범위의 파장이 하나로 합쳐진 상태입니다. 이를 프리즘^●에 통과시키면 합쳐진 빛이 파장별로 나누어지며 몇 개의 선으로 보여요. 이 선들을 모아 ‘선 스펙트럼’이라고 불러요.

워커 연구원은 빛과 소리가 모두 파동이라는 점을 떠올렸어요. 빛이 섞여 있는 걸 펼쳐 분해한 게 선 스펙트럼이라면, 소리 또한 음이 겹쳐 만들어진 화음을 비슷하게 분해할 수 있다고 생각했어요. 헬륨의 선 스펙트럼에선 굵은 선이 총 7개 나오는데, 이를 음표로 나타내면 7개의 음을 얻는 것처럼요.

워커 연구원은 우리 눈에 보이는 빛인 가시광선의 주파수가 귀로 들을 수 있는 음역대인 가청주파수보다 대략 1조 배만큼 높다는 점을 착안했어요. 이에 가시광선의 주파수를 1조 배 낮추어 가청주파수 영역으로 변환시켰습니다. 시각 정보인 선 스펙트럼을 우리가 들을 수 있는 음으로 변환한 거죠.

결과를 확인해보니, 원소마다 선 스펙트럼이 모두 다르기 때문에 원소가 내는 음 또한 각자의 개성이 달랐어요. 소리는 주파수가 높을수록 높은 음으로 들립니다. 선 스펙트럼에서는 빨간색이 낮은 주파수, 파란색이 높은 주파수이기 때문에, 빨간색으로 갈수록 낮은 음이며 파란쪽으로 갈수록 높은 음으로 나타났지요.

이렇게 소리 이외의 정보를 소리 데이터로 변환시키는 작업을 ‘음향화’라고 합니다. 워커 연구원은 “아연의 소리는 마치 천사의 합창 같이 들렸다”며 후기를 전했어요. 이어 “청각은 미세한 차이를 알아차리기에 예민한 감각”이라며, “색맹이나 시각장애인 등 시각이 불편한 사람들도 정보를 파악할 수 있는 색다른 방법이 될 것”이라고 설명했습니다.

▲PDF에서 고화질로 확인할 수 있습니다. 

용어 정리

^●프리즘: 빛을 굴절시킬 때 쓰는 장치. 유리나 수정 등으로 만든다.