科学家用宇宙射线,在金字塔中找到了一个隐匿中空结构

科学家用宇宙射线,在金字塔中找到了一个隐匿中空结构
2017年11月14日 11:20 环球科学

为了在不破坏金字塔物理结构的情况下,揭示金字塔的内部结构,一个集合了科学家、艺术家、工程师的国际团队,自2015年10月开始利用宇宙线成像技术探究着金字塔的秘密,希望发现不为人知的墓穴和坑道,揭示金字塔蕴含的人类最高智慧。这个被称为“扫描金字塔”(ScanPyramids)的项目最近有了新发现。

今天《自然》发布了他们的研究成果,揭示了埃及吉萨最大的金字塔——胡夫金字塔内的一个一直隐藏着的,巨大的中空结构。研究者目前并不能确定它是否是一个密室,“这个中空结构有可能是由一个结构或者几个结构组合而成,还需要未来进一步研究。”研究者表示。胡夫金字塔建于胡夫法老统治期间(公元前2509年~公元前2483年),目前塔高136.5米。据一位英国考古学者估计,胡夫金字塔大概由230万块大小不等的石块砌成,石块重达2.5吨至160吨,塔的总重量约为684万吨。石块之间不用任何黏着物,而由石与石相互叠积而成,人们很难用一把锋利的刀片插入石块之间的缝隙。在古代世界有七大奇迹,埃及的金字塔被誉为“七大奇迹”之冠,其中最为壮观的一座就是胡夫金字塔。

关于这座金字塔的建造过程,人们意见不一,很多人曾经一度认为它是外星人的杰作。埃及遗产保护创新协会副主席Hany Helal曾经在接受采访时表示,“目前还没有哪个理论能够100%验证金字塔是如何建造的。它们都是理论和假设。我们在做的就是利用新技术去确认、更换、升级或者修改这些关于金字塔如何建成的假设。”

为了了解其内部结构的更多信息,法国巴黎HIP研究所的Mehdi Tayoubi、日本名古屋大学的Kunihiro Morishima及同事利用μ子(宇宙线的副产物)进行成像。这就像X射线利用电子扫描人类身体,能够透视人体骨骼一样,μ子比电子重大约200倍,很容易穿透任何结构,让研究人员有机会“透视”金字塔。

研究团队用高敏探测器,搜集看不见的μ子的数据,子是来自外太空的宇宙射线与大气中的原子接触后产生的,它们会源源不断地从地球大气中落下来,地球每时每刻都“沐浴”在高速的“子雨”中。据估计,地球上每平方米土地每分钟会落下10000个μ子,它们的速度跟光速差不多。这些粒子能轻松穿过空间,也可以被致密的材料吸收或者反射,比如厚厚的岩石。

在此次发现过程中,研究团队使用了三种μ子探测技术,分别为日本名古屋大学的核乳胶探测器、日本高能加速器研究组织的闪烁体探测器以及法国原子能和替代能源委员会的微结构气体探测器。他们将日本的两类探测器至于金字塔内,将法国微结构气体探测器放置于金字塔之外,花费数月探测μ子以获取足够的数据,经过三次独立分析,最终确认新发现的胡夫金字塔内中空结构的位置和大小。

置于王后墓室中的探测器

置于金字塔外的探测器

他们估计该中空结构至少30米长,横截面类似于其下方的甬道。虽然中空结构本身的结构和作用依然未知,但是这一发现或将为未来研究奠定基础,帮助了解金字塔及其建造过程,使用宇宙线成像技术得出的这一发现,证明了现代粒子物理学能够被用于揭示古代建筑物的新信息。

此次并非首次利用μ子探测金字塔的结构,20世纪60年代,诺贝尔物理学奖获得者路易斯·阿尔瓦雷茨(Luis Walter Alvarez)曾经尝试利用μ子为金字塔拍摄透视图,以此考证该金字塔内部是否存在更多的墓穴和坑道。为此阿尔瓦雷茨发明了一种子探测器,分析探测器接收的穿过岩体的子束的疏密程度,来判断金字塔内部是否存在空洞。阿尔瓦雷茨根据这些数据绘制了世界上第一张金字塔“μ子透视图”,他的实验在当时物理和考古学界引起极大的轰动。不过,可惜的是当时阿尔瓦雷茨并未有新发现。

除了用于为金字塔内部“拍照”,宇宙线成像技术还可以用于绘制火山内部情况、评估核电站的状况,日本福岛核电站曾经使用这种方法寻找泄露核燃料。

撰文 《环球科学》记者李晓慧


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