神奇的粒子,揭示了胡夫金字塔的隱藏結構!

原理 發佈 2024-04-06T01:45:57.587595+00:00

大約4500年前,法老胡夫(Khufu,公元前2509-2483)下令在吉薩建造大金字塔。此後,這座神秘的建築一直處於密封的狀態。


大約4500年前,法老胡夫(Khufu,公元前2509-2483)下令在吉薩建造大金字塔。此後,這座神秘的建築一直處於密封的狀態。

直到公元820年,哈里發阿爾·馬蒙(al-Ma'mun)打破了大金字塔的一面牆,發現裡面有三間垂直排列的墓室,其中包括國王墓室(King's Chamber)王后墓室(Queen's Chamber)和一間廢棄的由「大甬道(Grand Gallery)連接的地下墓室(Subterranean Chamber)。此外,還有一條下行的走廊、一條上行的走廊,以及一條在中世紀挖掘的通道,也就是現在的遊客入口。

時至今日,許多人都在嘗試尋找更多墓室,但都紛紛失敗。最大的難處之一在於,沒有人擁有金字塔的剩餘部分的設計圖。此外,今天的考古學家也無法再像之前的人那樣,使用那些可能會損壞其物理結構的侵入性手段來研究金字塔。

從幾年前起,一個由工程師和物理學家組成的團隊啟動了「掃描金字塔項目」,他們計劃藉助來自外太空的宇宙射線來繪製金字塔的內部地圖,尋找內部的墓室。

根據發表在《自然·通訊》上的一篇新論文,兩組獨立的研究團隊使用兩種不同的μ子成像方法,首次成功繪製了一條新發現的內部走廊


μ子成像技術

使用μ子對考古結構進行成像由來已久。當來自太空的高能宇宙射線沖入地球的大氣時,μ子便會形成。由於宇宙射線提供了這些粒子的穩定供應,這種探測技術也變得越發成熟。

雖然μ子成像很多樣,但它們通常都涉及充滿氣體的腔室。當μ子穿過氣體時,它們會與氣體粒子相撞,發出閃光,進而被探測器記錄。通過這個過程,科學家就可以計算出粒子的能量和軌跡

這與X射線成像或者探地雷達很像,只不過,它用的是天然的高能μ子,而不是X射線或者無線電波。這種更高的能量使得μ子可以對厚實、緻密的物質成像,比如用於建造金字塔的石頭。被成像的物體越是緻密,就有越多的μ子被阻擋,投下更明顯的陰影。如此一來,金字塔中那些隱藏的空間就會在最終的圖像中顯現出來,因為它們阻擋的粒子要少一些。


掃描金字塔

在上世紀60年代末,諾貝爾獎得主、物理學家路易斯·阿爾瓦雷茨(Luis Alvarez)與埃及考古學家合作,將這種技術首次用在了尋找吉薩卡夫拉金字塔中的隱藏墓室上。只是當時他們並沒有成功找到任何隱藏的結構。

直到2016年,「掃描金字塔項目」的研究團隊利用μ子成像技術,探測到了金字塔北牆的V形結構後方,有一處形狀像走廊一樣的空曠空間

2016年,「掃描金字塔項目」團隊在金字塔北牆的V形結構後方,發現了一處像走廊一樣的中空空間(North Face Corridor)。2017年,他們又在大甬道(Grand Gallery)上方發現了一處巨大的空腔(Big Void),並推測這是一間墓室。(圖/Scan Pyramids)


次年,他們在大甬道上方發現了一處巨大的空腔(Big Void)。它看起來和大甬道差不多大,約30米長,位於地面之上15至17米處。研究人員推測,這可能是一間隱藏的墓室。

研究人員想知道,他們在2016年發現的「走廊」,有沒有可能和2017年發現的巨大空腔是相連的。然而,沒有非侵入性的方法可以進一步探索這片區域。


兩項獨立的探測

幸運的是,北牆的空腔似乎足夠接近結構表面,這為研究人員找到一種好的方法來探索這片區域帶來了希望。

在這項最新的工作中,團隊在金字塔周圍的不同點放置了探測器,使用μ子射線成像繪製出了這條秘密走廊的形狀和位置。具體來說,他們使用了核乳膠片,可以在沒有電力供應的情況下探測到粒子。這種多點觀測讓他們確定了走廊的位置、傾斜度和垂直布局

大金字塔東西截斷面示意圖。圖中字母分別代表了:a地下墓室,b王后墓室,c大甬道,d國王墓室,e下行走廊,f上行走廊,g阿爾·馬蒙通道,h北面V形牆;i代表了先前研究人員推測的腔室的水平和垂直範圍。(圖/Nature Communication)


另一組獨立的團隊則在金字塔外部署了三個氣體探測器,或者叫μ子望遠鏡。這些探測器沒有乳膠片那麼緊湊,而且需要電源,但它們產生的結果要快得多。這些望遠鏡收集了大約140天的數據,收集了超過1.16億個μ子。

兩項獨立分析的結果證實了一個走廊狀的空腔的存在。這條走廊長約9米,橫向截面2×2米,很可能是斜向上的,但它通往何處仍是個謎

內窺鏡拍下的隱藏腔室中的樣子。(圖/The ScanPyramids Mission)


團隊還藉助探地雷達和超聲波測試進行了更多細節測繪,並由此部署了一台微型攝像機,對走廊內部進行了一次「內窺鏡」檢查。圖像顯示了一條帶有拱形天花板的走廊。


金字塔的更多秘密

金字塔一直被認為是地球上最神秘、最雄偉的建築之一,它們更是輝煌燦爛的埃及文明的象徵。隨著考古技術的發展,科學家希望能藉助更多非侵入性的手段,探尋它們內部的樣子。



參考來源:

https://arstechnica.com/science/2023/03/scientists-have-mapped-a-secret-hidden-corridor-in-great-pyramid-of-giza/

https://www.sciencenews.org/article/muon-particle-egypt-great-pyramid-void

首圖:Nature Communication

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