埃及金字塔内部(埃及金字塔内部结构图)

吉萨大金字塔可能是人类有史以来建造的最具标志性的建筑。古代文明建造的考古标志证明了它们的伟大和持久性。但在某些方面,大金字塔是独一无二的。在古代世界七大奇迹中,只有大金字塔是相对完整的。

一个科学家小组将利用高能物理学(HIP)方面的进展以用宇宙射线μ子扫描吉萨的胡夫大金字塔。他们希望比以往任何时候都能更深入地观察大金字塔并绘制其内部结构图。这项工作被称为“探索大金字塔(EGP)”任务。

吉萨大金字塔自公元前26世纪以来一直存在。它是法老胡夫的坟墓,也被称为Cheops。它的建造历时约27年,由约230万块石头–石灰石和花岗岩的组合–建成,重量约为600万吨。在超过3800年的时间里,它是世界上最高的人造建筑。我们现在只看到大金字塔的底层核心结构。随着时间的推移,光滑的白色石灰石外壳被移除。

大金字塔得到了很好的研究,多年来,考古学家已经绘制了内部结构图。金字塔和它下面包含有不同的房间和通道。胡夫的房间大致位于金字塔的中心。

考古学家正计划利用宇宙射线扫描吉萨大金字塔内部

近来,考古队使用了一些高科技方法来更严格地探测金字塔的内部情况。在20世纪60年代末,美国物理学家Luis Alvarez和他的团队使用μ子断层扫描法来扫描金字塔的内部。1969年,Alvarez报告称,他们检查了金字塔的19%,并没有发现新的房间。

2016-17年,ScanPyramids团队使用非侵入性技术来研究大金字塔。像之前的Alvarez一样,他们使用了μ子断层扫描以及红外热成像和其他工具。他们最重要的发现是“Big Void”,即大走廊上方的一个巨大空洞。这一发现已发表在《自然》上,其被认为是当年最重要的科学发现之一。

μ子是类似于电子的基本粒子,但质量更大。由于它们能深入到结构中,所以可以被用于断层扫描,甚至比X射线还深。

当被称为宇宙射线的高能粒子撞上地球的大气层时就会产生宇宙射线μ子。宇宙射线是原子的碎片–高能质子和原子核–不断从太阳、太阳系外和银河系外流入地球。当这些粒子与地球的大气层相撞时,碰撞产生了次级粒子的喷发。在这些粒子中,有一些就是μ子。

考古学家正计划利用宇宙射线扫描吉萨大金字塔内部

μ子是不稳定的,在几微秒或百万分之一秒内就会衰变。但它们以接近光速的速度传播,在如此高的速度下,它们可以在衰变前深入渗透。从不断轰击地球的宇宙射线中,存在一个不间断的μ子来源。μ子层析成像的任务是有效地测量μ子。

μ子断层扫描被用于不同的应用中,如检查运输集装箱中的违禁品。最近μ子断层扫描的技术创新则增加了它的力量并带来了新的应用。如意大利的科学家们将使用μ子层析成像技术对维苏威火山的内部进行成像,希望了解它何时可能再次爆发。

探索大金字塔(EGP)任务使用μ子层析成像技术对大金字塔进行下一步成像。跟之前的ScanPyramids一样,EGP将使用μ子层扫描技术对该结构的内部进行成像。但EGP表示,他们的μ子望远镜系统将比以前的μ子成像强大100倍。他们在解释任务的论文中写道:“我们计划使用一个望远镜系统,其灵敏度是最近在大金字塔上使用的设备的100倍以上,它将从几乎所有的角度对μ子进行成像并将首次产生这样一个大型结构的真正断层图像。”

EGP将使用非常大的望远镜传感器移动到大金字塔外的不同位置。探测器将被组装在温控的运输集装箱中以方便运输。每个单元将有12米长、2.4米宽、2.9米高。据悉,研究人员的模拟使用了两个μ子望远镜,每个望远镜则由四个集装箱组成。

考古学家正计划利用宇宙射线扫描吉萨大金字塔内部

眼下,EGP仍在建造望远镜原型并确定他们将使用哪些数据处理技术。在此过程中,他们正在进行模拟和其他工作,并为任务做准备。其中一个关键部分是他们将如何把所有这些μ子收集到断层图像中。

不过该团队对他们迄今所做的工作充满信心并对他们的新方法感到满意。EGP称他们的努力将首次创造出大金字塔的实际断层图像,而不是2D图像。

截止到目前,EGP的大部分工作都是数据模拟。但新研究则在建造望远镜时无需从头开始。他们写道:“望远镜中采用的探测器技术已经成熟,具体部件的原型设计已经开始。”

当ScanPyramids在2017年发现Big Void时,这是个大新闻。同时它也引起了一些争论。埃及学家Zahi Hawass对这些发现嗤之以鼻。他对《纽约时报》说道:“他们什么也没发现……这篇论文对埃及学没有提供任何帮助。零帮助。”

但其他大多数埃及学家都接受了这一发现及其科学性。物理学家们也支持这一发现。粒子物理学家Lee Thompson对《科学》说道:“科学家们在三个独立的实验中使用三个不同的μ子探测器‘看到’了这个空洞,这使得他们的发现非常可靠。”

当科学家使用现代高能物理学来探测人类最古老的考古宝藏之一时,必然会有一些戏剧性。一些埃及学家似乎占有欲非常强,可能将物理学家视为他们领域的插足者。他们可能不喜欢物理学家用来自外太空的神秘粒子来揭开我们古老历史的面纱。

(今完)

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