Wissenschaftler Rekonstruieren den Klang der Liberty Bell mithilfe von Modal-Analyse einer Replik

Tendela Briefing · 15 Oct 2026 · 21:00 UTC

Image: Ars Technica · Source

Forscher an der Penn State Universität analysierten eine Replik der Liberty Bell aus dem 20. Jahrhundert, um ihre ursprünglichen akustischen Eigenschaften zu schätzen. Dabei wurden ihre modalen Frequenzen ermittelt und der historische Klang vor dem unheilvollen Riss, der die Glocke unbrauchbar machte, näher beleuchtet.

Die Liberty Bell, berühmt für ihr historisches Symbol und ihren bekannten Riss, wurde seit etwa 180 Jahren nicht mehr geläutet. Dennoch haben sich Forscher lange gefragt, wie die Glocke ursprünglich klang, wenn sie geläutet wurde. In einer kürzlichen wissenschaftlichen Untersuchung im Rahmen der 250-Jahr-Feierlichkeiten der Vereinigten Staaten führte ein Team an der Penn State University eine Modal-Analyse an einer lebensgroßen Replik der Liberty Bell aus dem 20. Jahrhundert durch, die sich auf dem Penn State Behrend Campus befindet, um deren akustische Eigenschaften zu untersuchen.

Die originale Liberty Bell erlitt ihren berüchtigten Riss irgendwann zwischen 1817 und 1846, was sie nach einem Versuch, sie 1846 zu läuten, zum Schweigen brachte, da der Riss sich dadurch vergrößerte und ihre Funktionalität vollständig beendete. Historische Daten bestätigen, dass sie bereits kurz nach ihrer Ankunft in Philadelphia 1752 gerissen war, was zwei Nachgüsse durch die örtlichen Gießer John Pass und John Stow zur Wiederherstellung von Klang und Integrität erforderte. Der zweite Nachguss war ausreichend erfolgreich, um die Glocke für bedeutende öffentliche Zwecke bis zur Zeit nach dem Unabhängigkeitskrieg zu nutzen.

Frühere Studien wiesen darauf hin, dass die Zusammensetzung der Glocke eine extrem spröde Metalllegierung erzeugte, die zur Rissbildung beitrug und sie im Laufe der Zeit anfällig für Schäden machte. Typische Bronzeglocken erzeugen Klang basierend auf ihrer Form und Materialeigenschaften, die Schwingungsmodi und Stimmung beeinflussen.

Das Forschungsteam von Penn State – Sean Collier, Jon Young und Aaron Stearns – nutzte präzise Instrumente wie Beschleunigungsmesser und Kraftmesser, um zu erfassen, wie ihre Replik beim Anschlagen vibrierte. Dieses Experiment ermöglichte ihnen, die Eigenfrequenzen, Modenformen und Energieverlustfaktoren der Glocke genau zu messen. Ihre Ergebnisse identifizierten wichtige modale Frequenzen: einen Summton bei 174 Hz, Grundfrequenz bei 323 Hz, Tierce bei 381 Hz, Quint bei 510 Hz und Nominal bei 623 Hz. Diese Frequenzen stimmten genau mit idealisierten Stimmverhältnissen überein, die für westliche Kirchenglocken typisch sind, welche musikalisch oft als Moll-Dreiklang wahrgenommen werden und für ihren düsteren Ton bekannt sind.

Da unterschiedliche Gussverfahren und Materialzusammensetzungen Energieverluste und Klangqualität beeinflussen, stellte das Team fest, dass die Bronzelegierung und Gussverfahren zwischen dem originalen Glocke aus dem 18. Jahrhundert und der Replik aus dem 20. Jahrhundert variierten. Folglich, obwohl die gemessenen Verlustfaktoren in typischen Bereichen lagen, beinhaltete die direkte Übertragung dieser Werte auf die Originalglocke einige ungewisse Variablen.

Diese Forschung erweitert das historische Verständnis, indem sie Physik und Akustikwissenschaft kombiniert, um einen Klang zu approximieren, der lange verloren war – das resonante Läuten der Liberty Bell vor dem ikonischen Riss, der ihr Läuten beendete. Die Studie wurde auf dem Treffen der Acoustical Society of America vorgestellt und 2026 in Physics Today veröffentlicht, wodurch wertvolle quantitative Daten zum Vermächtnis dieses Nationalsymbols beitragen.