Süleymaniye’nin Ses Sırrı: Fısıltı 60 metre öteden nasıl duyuldu?

DeneyKeçenin altındaki fısıltı

Hoparlörlerin cami akustiğine etkisini incelemek için kedi yolunda ve kubbe içlerinde ölçüm yaparken tuhaf bir şey fark ettik. Mihraptan 60 metre ötede, yerden 23 metre yüksekte, hocanın sesinin her yerden daha net duyulduğu üç nokta vardı.

Bunu sınamak için cemaatin olmadığı bir saatte mihrabın önünü kalın bir keçeyle kapattık; mihrabın caminin içiyle bağını tamamen kestik. Sonra hocadan fısıltıyla konuşmasını rica ettik.

Görseli büyüt

Caminin içinde hiç duyulmayan o fısıltı, 60 metre ötede ve 23 metre yukarıda, hoca yanımızdaymış gibi net ve neredeyse eş zamanlı duyuluyordu. Daha da tuhafı, bizim oradan fısıldadıklarımızı keçenin altındaki hoca da açıkça duyabiliyordu.

Yarım metre uzaklaştığımızda ses kayboluyordu. Telefon iletişiminden bile hızlıydı ve kulağa hafif metalik geliyordu. Bu üç ipucu bizi bir hipoteze götürdü: ses burada havadan değil, başka bir yoldan ilerliyordu.

Kısa bir süre sonra kendimizi, Mimar Sinan’ın ses enerjisiyle yazdığı akustik şifreleri çözmeye çalışırken bulduk.

BağlamÖlçüm yazılımları Sinan’ı neden anlamıyor?

Süleymaniye’nin akustiğini inceleyen ilk ekip biz değildik. Yıllar içinde farklı gruplar kurulmuş, ölçümler yapılmış ve sonuçlar günümüz akustik değerlerine göre olumsuz çıkmıştı. Bize göre bu olumsuz sonuçların nedeni yapı değil, ölçüm araçlarıydı. Bugünün yazılımları Sinan’ın ses düzenini okumak için tasarlanmamıştı.

Bunun tarihsel bir açıklaması var. Edison’un elektriği ve Bell’in telefonu, “iyi akustik” kavramının anlamını değiştirdi. 1900’lerden sonra ses amfiyle güçlendirilip hoparlörle çoğaltılabildiği için iyi akustik, sesi taşımak yerine yansımaları bastırmak ve sesi yutmak anlamına geldi. Bir örnek: 1962’de açılan Avery Fisher Hall’da ses havada yalnızca 1,2 saniye kalıyor ve salon dünyanın en iyi konser salonları arasında sayılıyor. Sinan’ın yapısı ise tam tersi bir felsefeyle, sesi korumak ve uzağa taşımak için kurulmuştu.

Bu bilgi yeni de değildi. Romalı mimar Vitruvius, M.Ö. 25 civarında yazdığı Mimarlık Üzerine On Kitap‘ta antik tiyatrolarda kullanılan bronz rezonatörleri, notaları ve armonikleri kayda geçirmişti. Bu rezonatörlerin çoğu sonraki yüzyıllarda satılıp kayboldu.

ÖlçekBir futbol sahası, 10 bin kişi, sıfır hoparlör

Süleymaniye kabaca bir futbol sahası büyüklüğünde. Aradaki fark şu: bundan 455 yıl önce, elektrik yokken, hocanın sesi mikrofonsuz ve devasa hoparlörler olmadan 10 bin kişiye huzur veren bir tonda ulaşabiliyordu. Mihrap, minber ve mahfilde üretilen ses en arka saftaki kişiye 13 saniye güç kaybetmeden varıyordu. Yapı aynı zamanda mekânı birbirinden yalıtılmış bölgelere ayırarak küçük gruplara ders verilmesine de olanak tanıyordu.

Görseli büyüt

Araştırmayı yaptığımız dönemde camide 123 hoparlör asılıydı. Ölçümlerimize göre bu sistem sesi yalnızca 4 desibel güçlendirebiliyordu. Hoparlörsüz yalın ses ise üç noktada hâlâ 12,56 desibel güçleniyor. O zaman soru şuydu: elektriğin bile olmadığı 1500’lerde Sinan’ın mikrofonu, amfisi, kablosu ve hoparlörü neydi?

Hipotez 1Galen taşı: taştan bir mikrofon

Ekibimizin vardığı yorum şu: Sinan doğayı bir laboratuvar gibi kullandı. Mesafe arttıkça sesin dağıldığı alanın büyüyüp gücünün düştüğünü biliyordu. 3.500 metrekarelik bir alanda teknik bir düzenek olmadan sesin net duyulamayacağını da biliyordu.

Görseli büyüt

Görseli büyüt

Bulgularımıza göre Sinan kurşunu sülfürle işleyerek 8 metre genişliğinde, 22 metre yüksekliğinde kristal yapılı alıcılar oluşturdu. Bu mineralin adı galen. Galen gibi kristallerin birbirine dik iki ekseni vardır. Mekanik eksene basınç uygularsanız elektriksel eksende bir gerilim ölçülür; elektriksel eksene gerilim uygularsanız mekanik eksende hareket görülür. Kısacası aynı malzeme hem mikrofon hem hoparlör olabilir. Bu ilke dünyada ilk kez 1880’de Curie kardeşler tarafından piezoelektrik adıyla tanımlandı. Pikap iğneleri ve bugünkü pek çok mikrofon ve hoparlör hâlâ bu ilkeyle çalışıyor.

Hipotez 2Kedi yolu ve yeraltındaki odalar

Sinan bu alıcıların içinden 30 santim genişliğinde üç silindirik yol geçirdi. Mihrabın arkasından başlayan yollar kedi yolu boyunca ilerleyip ses enerjisini kubbelere taşıyordu. Bu yönteme katı iletim deniyor ve bilinen en hızlı ses iletim yolu bu. Kızılderililerin kulağını raya dayayıp trenin uzaklığını anlaması aynı ilkeye dayanır.

Ses yollarını araştırırken cuma namazında başka bir şey dikkatimizi çekti. Cemaat topluca secdeye vardığında bomba patlaması gibi bir gümbürtü oluşuyordu. Oysa ölçtüğümüzde bu sesin, mihrapta tek bir kişinin zıplamasıyla da oluşturulabildiğini gördük.

Görseli büyüt

Mihrap, minber ve fil ayakları arasındaki alan üç farklı şirket tarafından jeoradarla tarandığında, mihraptan müezzin mahfiline uzanan bir kanal ve fil ayaklarının arasında 18’er metrekarelik iki oda bulundu. Bu odalar daha önce bilinen havalandırma kanallarından bağımsız, daha derin ve daha geniş. Darülkurra’nın altında açık halde bulunan benzer bir odadan alınan ses örnekleri, caminin içindeki secde sesiyle karşılaştırıldı. Sonuç: odalar darbeleri gümbürtüye dönüştürerek büyütüyordu. Sinan sesi yeraltında güçlendirip yarım kubbelere aktarırken bas frekansları da vurguluyordu.

Hipotez 3Kubbeler, tromplar ve 256 küp

Kubbe 600’lerden beri ışığı ve sesi toplamak için kullanılıyor. İçbükey yüzey her yönden gelen dalgaları bir noktada toplar ve yüzeyi boyunca hızla taşır. Sinan buna birkaç ekleme yaptı. İki yarım kubbeye ve ana kubbeye çinko kaplı bakır tromplar yerleştirdi. Tromplarda güçlenen ses, küçük kubbeler aracılığıyla en uzak köşelere dağılıyordu.

Görseli büyüt

Kubbenin bir de kusuru vardır: yarıçapına tam oturan frekanslar diğerlerinden fazla güçlenir ve konuşmayı bulanıklaştırır. Sinan bu frekansları süzmek için kubbeye 2 santimlik delikler açtı ve arkasına ağızları bu deliklere denk gelen 256 küp yerleştirdi. Küpler sorunlu frekansları hapsederek konuşmanın anlaşılır kalmasını sağlıyordu. Ana kubbenin aşırı hassasiyetinden doğan tekrarları ise kubbenin altındaki içe eğimli koridor, yani kedi yolu süzüyordu. Bugün aynı fikir mikrofon kapsüllerinde “pop filtresi” olarak karşımıza çıkıyor.

KurguÜç kaynak, üç ses

Süleymaniye’de ses üç ayrı noktadan, üç ayrı amaçla yayılır: minberden hutbe, müezzin mahfilinden Kur’an, mihraptan namaz ve dua. Cami bir ana, iki yarım, dört küçük yarım kubbe ve sekiz yan kubbeyle bölümlenmiş bir plana sahip. Sinan bu kubbeleri bir ses masası gibi kullanmış:

• Namazda hocanın sesi iki yarım ve iki koridor kubbesiyle cemaati sarar.
• Duada iki yarım ve ana kubbe, doğrudan yukarıdan gelen bir yankıyla karşılık verir.
• Hutbede bir ana, bir yarım ve bir küçük kubbe bas frekansları yükselterek otoriter bir sesi cemaatin karşısından yansıtır.
• Kur’an ve ilahide bütün kubbeler devreye girer; ses her yönden gelir.

Görseli büyüt

BulgularHoparlörün yapamadığı üç şey

1. Seçici güçlendirme. Bugünkü hoparlör sistemi mihrapta oluşan her sesi güçlendirip yayıyor. Sinan’ın sistemi ise yalnızca insan sesi aralığındaki sesleri cemaate taşıyor; kazara çıkan vurmalı sesleri güçlendirmiyor.
2. Akort edilmiş bir yapı. Bu üç noktada üretilen notalar belli bir armonik yapıya kaydırılıyor ve özellikle orta Mi notası havada diğerlerinden uzun kalıyor. Mi karar okuyan bir hocaya cami bir orkestra gibi eşlik ediyor. Batı düzenindeki Mi karar, doğu düzeninde La karara denk geliyor ve huzur veren Saba makamına işaret ediyor. Araştırmamıza göre Osmanlı’da hocalar camilere müzik bilgilerine göre atanıyordu.
3. Gürültüye karşı koruma. Minber, mihrap ve mahfil dışındaki alanlarda oluşan sesler, hocanın sesini bulandırmasın diye soğuruluyor.

Görseli büyüt

ÖlçümMesafe arttıkça ses güçleniyor

Ses havada yol alırken mesafe her iki katına çıktığında yaklaşık 6 dB düşer. Mihrapta 75 dBSPL’lik bir kaynakla ölçüm yaptık ve her noktada iki değeri karşılaştırdık: fizik kurallarına göre duyulması gereken seviye ve gerçekte duyulan seviye. Uzaklaştıkça fark kapanmıyor, açılıyor.

En çarpıcı sonuç 60 metrede çıktı. Kedi yolunda, mihraptan 60 metre ötede ses 35,56 dB düşmesi gerekirken yalnızca 23 dB düştü; yani 12,56 dB güçlendi. Ölçüm noktası sabit tutulup kaynak değiştirildiğinde de benzer sonuçlar alındı.

Görseli büyüt

Hız da aynı şeyi söylüyor. Ses havada saniyede yaklaşık 345 metre gider; 82,5 metreyi 240 milisaniyede almalıdır. Biz ise bu mesafede yaklaşık 100 milisaniye ölçtük, yani saniyede 825 metre. Bu, sesin havadan değil katı bir malzemeden geçtiğini gösteriyor. Mermerde ses saniyede 3.810 metre, kurşunda 1.230 metre hızla ilerler. Kedi yolunda bazı noktalarda frekans tepkisi metal yüzey tepkisine benzer güçlenmeler de kaydedildi.

Bütün bu analizler, ses transferinin hava yoluyla yapılmadığını gösterme bakımından araştırmamıza anahtar oldu.

YarınSinan’ın sesini geri getirmek

Mesafe arttığı halde minber, mahfil ve mihrap çevresinde sesin gücü ve hızı artıyor; bu noktaların dışında, dinleyiciye daha yakın yerlerde bile aynı etki görülmüyor. Bu bizim için tek bir anlama geliyor: Süleymaniye’nin bir ses sistemi zaten var ve 450 yıldır çalışıyor.

Hedefimiz, bugüne kadarki çalışmalardan farklı olarak caminin özgün ve yenilenmiş yüzey malzemelerinin frekans analizlerini çıkarmak ve simülasyon yoluyla Süleymaniye’ye özgün akustik yapısını geri kazandırmaktı.

Son durum123 hoparlör yerine 14

Araştırma sırasında camide 123 hoparlör vardı ve sorunun kaynağı da büyük ölçüde bu kalabalık sistemdi. Son durumda, caminin özgün çalışma sistemi bilinerek Galen taşlarının koptuğu noktalara yalnızca 14 küçük hoparlör eklendi ve seslendirme bunlarla tamamlanabildi. Yani çözüm, Sinan’ın sistemine karşı çalışan yüzlerce hoparlör değil, onun sesi taşıdığı noktaları tamamlayan birkaç küçük kaynak oldu.

Görseli büyüt

Mimar Sinan’ı geri getiremeyiz,
ama eserlerini yaşatmak elimizde.