스크랩 기타 확성기를 여러 대 연결하면 도시를 파괴할 수 있을까?

[뭐야이가]

(The Secret War of Lisa Simpson 中)

심슨을 좋아하는 사람이라면 이 장면을 한번 쯤 봤을 수 있다.

장난꾸러기 바트 심슨이 메가폰을 여러 대 연결해 메가 사운드 블래스터를 날려

마을을 초토화 시키는 장면이다.

이걸 본 악당들은 값싼 메가폰 몇 대를 연결하는 것만으로도 진짜 도시를 날려버릴 수 있을지

궁금해지게 되는데...

[메가폰의 구조/작동방식]

먼저 우리 예비 악당들은 메가폰이 어떻게 작동하는지 알 필요가 있다.

(https://www.ksakosmos.com/post/%ED%99%95%EC%84%B1%EA%B8%B0%EC%9D%98-%EB%B9%84%EB%B0%80)

우리가 입으로 소리를 내 뱉으면 소리는 사방으로 퍼지게 되고,

우리 귀에는 소리가 약해진 상태로 도달하게 된다.

메가폰의 주 용도는 사실, 고깔형의 모양을 통해 퍼져나가는 소리를 한 곳으로 모으는 역할을 한다.

그래서 메가폰을 이용하면 좀 더 먼 거리로 소리를 보낼 수 있다.

소리를 모아주는 것이라면 메가폰처럼 사용할 수 있는데, 

단순히 도로에 있는 콘들을 훔쳐 구멍을 내서 메가폰 대용으로 쓸 수도 있고,

(범법자가 되고싶지 않은 착한 악당은, 옥션에서 개당 4천원에 구매 가능)

단순히 등산을 해서 야호를 외칠 때처럼 손을 모으는 것으로도 약간의 효과를 볼 수 있다.

또한 우리가 입으로 내는 소리는 공기에 부딪쳐 반사파의 형태로 소리가 손실되는데,

메가폰의 고깔 구조는 이러한 손실을 줄여준다고 한다.

(더 자세히 들어가면 복잡함.. ㅠ)

여기서 한단계 더 나아가, 전기를 통해 소리를 증폭 시켜주는 전자 메가폰이 있는데,

우리가 스피커에서 볼 수 있는 음성 증폭기를 통해 음성을 더 크게 만들어주기 때문에

도시 파괴 계획에 한없이 적절해 보인다.

[고막이 찢길 정도의 데시벨]

그럼 우리가 도시를 파괴하거나 사람에게 데미지를 줄 수 있는 소리 크기는 얼마일까?

• 0㏈:겨우 들을 수 있는 소리
• 10㏈:일반적은 숨소리
• 40~60㏈:사람의 일반적인 대화 소리
• 50㏈:조용한 사무실의 소음, 일반적인 빗소리, 백화점 내 소음

• 80~90㏈:진공청소기의 소음
• 90㏈:생일 케이크에 딸려오는 폭죽소리
• 100㏈:지하철이 다닐때의 소음, 콘크리트벽이나 바닥에 망치질을 하는 소리
• 100~120㏈:벽에 구멍을 뚫는 전동드릴의 소음
• 110㏈:자동차의 경적소리
• 120㏈:귀에 통증을 느끼기 시작, 클럽에서 듣는 시끄러운 음악소리, 소음기를 착용한 권총의 발사음
• 130㏈:근접한 곳에서 들리는 여객기 제트엔진의 소음
• 140㏈:야구장이나 축구장에서 쓰는 대형 불꽃놀이의 소음
• 150㏈:K2 소총의 발사소리, 대형선박의 뱃고동소리
• 270㏈:새벽 3시 윗집 야행성 인간의 발소리

(270db)

0db는 소리가 없다는 뜻이 아니다.

우리가 들을 수 있는 가장 최소한의 소리를 0db로 잡고,

10데시벨이 늘 때마다, 소리의 크기가 10배가 된다는 것을 의미한다.

0데시벨과, 10데시벨은 10배의 크기 차이가 있고

0데시벨과, 20데시벨은 그러므로 100배의 크기 차이가 있다는 것이다.

우리의 고막은 약 150데시벨 정도에서, 즉 사람들의 대화소리의 100억배정도 큰 소리(K2소총의 사격 소리)에서

영구적인 손상을 입을 수 있다.

180데시벨정도만 되어도 지속적으로 노출 시 사람을 다치게 해 죽일 수 있을 정도의 소리라고 한다.

[도시 파괴가 가능할까]

아쉽게도 시중에서 파는 메가폰에는 입력 출력과 최대 출력이 정해져 있다.

대형 확성기의 경우 약 90에서 100데시벨 정도로 최대치가 정해져 있다.

마이크 또한 스피커와 비슷한 구조로 이루어져 있고, 최대 입력값은, 가장 높은 것이 120데시벨까지라고 한다.

그러므로 아무리 큰 소리를 다음 메가폰으로 입력한다 한들, 120데시벨 이상은 입력할 수가 없는 것이다.

그래서 메가폰에서 나오는 최대로 증폭된 소리가 다음 메가폰으로 들어가면 과부하가 일어나 소리가 왜곡될 뿐

더욱 증폭되진 않는다.

(실제로 모 유튜버가 실험한 결과 일정 크기 이상으로 소리가 증폭되지 않았다)

또한 최대 출력값을 조절하더라도 메가폰 안의 스피커가 버티지 못하고 찢어져 버릴 수 있다.

만약 일반적인 메가폰 말고 초강력 메가폰을 따로 제작한다면...?

사실 그것은 음향대포(LRAD)라는 이름으로 이미 존재한다.

음향대포는 약 30도 내외의 각도로 소리를 집중시키는 장치로

약 140~150데시벨의 음압을 발사할 수가 있다고 한다.

그렇지만 우린 도시를 파괴해야 한다!

과연 이보다 더 파괴적인 스피커를 제작할 수 있을까?

[커다란 괴물 스피커]

인간이 만들 수 있는 인공적인 가장 큰 소리는 270데시벨이라고 한다.

물 속에서 강력한 X레이 레이저를 이용해 만들었는데, 2대의 제트 엔진 소리와 맞먹는다고 한다.

하지만 아주아주 아주아주 짧은 시간만 지속되었고, 물속에서만 가능하다.

물 속에서 270데시벨은 공기 중에서 약 208데시벨이다.

(니가 날 괴물로 만들었어!)

짜증나는 직장 상사의 머리통을 날려버리기 위해서는 240데시벨 정도의 소리가 필요하다고 한다.

이정도의 소리는 지속적으로 발생할 경우, 콘크리트도 녹일 만큼 강력하다고 한다.

물론 밀폐된 공간에서는 이보다 더 작은 소리로도 충분히 사람을 죽일 수 있다.

우리는 도시를 날려버릴 계획이었으므로, 개방된 공간에서 싸워야 한다.

적어도 사람들의 머리통을 날려버리기 위해서는 240데시벨의 소리를 지속적으로 내야 한다.

보통, 스피커의 진동판 재질은 종이/나무/플라스틱/금속 등이다.

재질에 차이는 있지만, 우선 잘 진동할 만큼 얇고, 진동을 견딜 만큼 강해야 한다.

그러므로 그정도 소리를 버틸 수 있는 스피커 재질

그리고 그만한 에너지를 지속적으로 낼 수 있는 에너지를 구할 수 있을까?

큰 소리를 내기 위해 단단하고 강한 재질의 스피커를 만들 수 도 있겠지만...

사실 194데시벨이 넘어가면 이미 소리가 아니라 충격파이다.

(멘탈 붕괴 짤)

소리는 공기를 매질로 하여 진동이 전달되는 형태인데, 그 진동에너지의 최소, 최대 압력은 진공~2기압까지이다.

하지만 194데시벨이 넘어가면 1기압의 공기 하에서 공기는 이 음압을

진동하는 에너지의 형태로 전달하지 못한다.

그래서 194데시벨이 넘어가는 소리는 단순히 공기를 밀어내는 형태의 충격파 형태로 퍼져 나가게 되는 것이다.

일부러 194데시벨 이상의 소리로 도시를 날려버리는 것을 시도하기 보단, 차라리 핵폭탄의 충격파를 이용하는 게 효율적일 것 같다.

그.래.도....

만약 사람의 머리통을 날려버리고, 콘크리트를 녹일 수 있는 240데시벨을

지속적으로 내려면 얼마나 많은 에너지가 필요한 것일까?

1초에 1조 와트, 즉 1테라와트,

시간당 [1테라와트/시]의 에너지를 소모한다.

2018년 기준, 세계는 1년 동안 총 [23000테라와트/시]의 전기 에너지를 소비했는데 (시간당 2.6테라와트/시 소모)

(한국은 2015년 한 해 약 [528테라와트/시]의 전기를 생산했다고 한다.)

https://yearbook.enerdata.net/electricity/electricity-domestic-consumption-data.html

1시간 동안 240데시벨의 소리를 내려면 전 세계 1시간 전기소비량의 40%가량을 써야 한다.

우리의 착한 예비 악당들은 아직은 월급쟁이기 때문에, 그정도 전기를 이용할 돈이 없다.

[사자후]

본인이 찢겨 죽을 것이다.

[결론]

도시 파괴에는 폭탄을 쓰자.

[번외 - 지금까지 기록된 가장 큰 소리는?]

지구 역사상 기록된 가장 큰 소리는 무엇이었을까?

향유고래는 물 속에서 230db로 운다고 한다. 동물이 내는 소리 중에서 가장 큰 소리일 것이다.

향유씨가 소리 한번 지르면, 사람도 죽일 수 있다.

(뿌잉)

물론 물은 공기보다 밀도가 높아 데시벨의 스케일이 다르다고 한다.

그래서 공기 중의 데시벨을 구하려면 약간의 조정이 필요하다.

물 속 데시벨에서 62db를 빼면 공기 중에서의 소리를 구할 수가 있는데,

고래오빠가 물 위에서 울부짖는 소리는 약 170db인 것이다. 

180db~200db정도의 소리가 사람을 찢어 죽일 수 있는 정도의 소리라고 하니,

물 밖에서 이족보행을 하는 진화 향유고래를 만난다고 해서 크게 걱정할 필요는 없다.

몸이 찢길랑 말랑 할 정도에서 여러분은 생존할 것이기 때문이다. (고막은 포기해야 한다.)

어떤 다이버는 다가오는 향유고래를 막기 위해 손을 뻗었다가 향유고래 소리에 손이 4시간동안이나 마비된 적이 있다고 한다.

https://www.youtube.com/watch?v=zsDwFGz0Okg, 1분 5초 부근)

아폴로 계획을 위한 정식 로켓이었던 새턴5 로켓의 발사 소리는 가까운 거리에서 220db이었을 것으로 추정된다.

220db은 지하철 소음(약 100db)의 10의 12승 배(1조 배)의 크기를 가진다.

(참고로 지하철 소리는 우리의 말소리 50db보다 1만배 큰 소리이다)

로켓 발사음 220데시벨은 총의 사격음 약 150db보다는 1000만 배 강력하다.

새턴 로켓의 발사 소리는 500미터 이내에서 160db까지 떨어진다. 약 5키로미터 떨어진 곳에서도 약 150db로

고막에 영구적인 손상을 입을 수 있는 커다란 소리이다.

하지만 이 소리는 크라카토아 화산 폭발음에 비하면 약과에 불과하다.

크라카토아 화산 폭발음은 가까운 거리에서는 약 310db인 것으로 기록되었다.

이는 퉁구스카 운석 충돌 시 났던 소리의 크기와 비슷하다.

거리에 따른 데시벨 감소 공식으로 계산해보면

크라카토아 화산 폭발음은 160키로미터 떨어진 거리에서도 205데시벨의 소리 크기를 지녔을 것이다.

이는 새턴 로켓 발사 소음의 1만배에 해당하는 소리이다.

310데시벨은 얼마나 큰 수치일까?

310데시벨은 평방미터당 10의 19승 와트의 = [10엑사와트)/시]의 에너지를 가진다.

세계 전력 소비량이 2018년 기준, 1년 간, [23000테라와트/시]인데

발전량의 증가가 없다면, 약 434년 동안의 전 세계 전력 소비량과 같다.

이 에너지는 너무나 강력했기 때문에 5000km 떨어진 곳에서도 소리를 들을 수 있었으며, 

충격파가 64km 떨어진 Sunda Strait호의 선원들의 고막을 찢어놓았다는 기록도 있다.

이는 소리만 계산한 것으로 사실 크라카토아 화산 폭발 시 분출된 에너지의 총량은

역사상 가장 강력했던 핵폭탄인 차르 봄바의 4배라고 한다.

차르 봄바는 태양이 1초동안 분출한 에너지의 1%를 39나노 초 동안 분출했다고 한다.

그럼에도 차르 봄바 보다 크라카토아 화산이 더 큰 소리를 냈던 것은, 다중 분출 때문인 것으로 추정된다.

끗이긔-☆

[마롱파이]

소총이 150이면 수류탄은 200 조금 안될랑가
훈련소에서 수류탄 터지는거 듣고 진짜 깜짝놀랐어요
세상에 이렇게 땅이 진동할 정도로 큰 소리도 있구나 하고..

[OpunItlIlI]

10 데시벨 당 10배 차이가 나니까, 만약 150대 200이면 10^5 = 100000, 즉 10만배 차이가 나네요.

[마롱파이]

찾아보니 180정도 된다네요
으마으마 하군요