一男子騎著驢穿過吉薩金字塔附近的沙漠。現代科技讓科學家能夠窺見古埃及奇蹟，揭開藏在金字塔中的空洞。攝影：KENNETH GARRET, NAT GEO IMAGE COLLECTIONS
如何用宇宙射線發現埃及大金字塔中的隧道
科學家確認了多年前首次在金字塔中發現的30英尺的空洞。本文介紹了幫助科學家發現這一空洞的技術，以及該技術的其他用途。
撰文：AMY MCKEEVER, MICHAEL GRESHKO
人類花了幾千年時間，嘗試揭開吉薩金字塔的秘密。吉薩金字塔大約建於4500年前，其中的墓穴和墓室曾存放過早期埃及法老的遺體。
但現代技術發現，金字塔中還藏著空洞。2016年和2017年，「掃描金字塔」項目的研究人員在金字塔中發現了幾個這樣的空洞。本周，埃及官方透露了北面走廊這一空洞的新細節。北面走廊位于吉薩高原上最大的金字塔——胡夫金字塔（大金字塔）入口的上方。
藉助μ子造影術，科學家確認了北面走廊長度有30英尺，寬度超過了6英尺。μ子造影術用宇宙射線粒子探測物體並構建物體內部的三維模型。
考古學家對這些空洞是否有任何儀式意義表示懷疑。研究表明，埃及人可能在建設金字塔時留出了空洞，用來緩解壓力，保持金字塔結構的合理性。2017年時考古學家凱特·斯彭斯和考古學家馬克·萊納分別在《國家地理》雜誌和《紐約時報》上講過這樣的觀點。
然而，就像金字塔本身一樣，這些空洞仍然讓我們為之著迷。我們是如何知道它們的存在的呢？科學家又是如何測量它們的呢？我們從這裡開始揭秘科技背後的科學。
μ子造影術中的科學
科學家能夠更好地對金字塔的內部一探究竟，還要歸功於μ子造影術這一巧妙的成像技術。50多年前，科學家在吉薩金字塔進行了μ子造影術的首次實地測試。
μ子造影術依賴μ子這一與電子十分相似的亞原子粒子，不同之處在於μ子的質量是電子的兩百倍，持續時間只有幾百萬分之一秒。儘管μ子的壽命很短，但μ子時時刻刻都在向我們傾瀉而來。銀河系和其他地方的極端宇宙天體不斷產生高能粒子，這些高能粒子偶爾會與地球撞個正著。當這些被稱為宇宙射線的粒子與我們的上層大氣碰撞時，就會產生一股股粒子，其中就包括μ子。
地球上零星墜落的天然μ子不會構成任何威脅。如果您正在用智慧型手機閱讀這篇文章，您讀完這句句子時，10個μ子將會透過您的手機屏幕，但不會造成什麼傷害。μ子的特性恰好能幫助科學家觀察物體的內部結構，如金字塔、修道院和火山。μ子有足夠的衝擊力，能夠穿透堅固的物體，而且可以直接用特製的乳膠片和探測器來探測。
重要的是，μ子穿透空洞比穿透堅固的物體要容易得多。因此，在一個建築的不同方位和角度放置多個μ子探測器，就能知道哪裡是實的，哪裡是空的。
這也正是研究人員的工作。《自然通訊》刊登的一項新研究對此也做了介紹。日本名古屋大學和法國替代能源和原子能委員會的兩個研究小組在金字塔中兩個已知的通道內放置了μ子探測器。其中一條通道是下行走廊，另一條通道挖掘於公元9世紀，現用作遊客入口。研究小組布置的探測器面朝先前發現的北面走廊。
數據收集工作始於2019年，持續了數月，研究人員結合了不同的μ子測量結果，弄清了北面走廊中空洞的大小和位置。簡而言之，這個空洞大約有30英尺長，高度和寬度大約都有7英尺。
儘管研究人員目前掌握了走廊準確的測量數據，但這一走廊在大金字塔中的用途對某些人來說仍然是個謎。這也恰恰印證了古埃及聞名遐邇的工程建造技藝。
（譯者：吳子丹）