古代世界的七大奇迹中,只剩下一个:位于埃及吉萨高原的大金字塔。它由法老胡夫在大约4,年前建造,是地球上最高的人造建筑,直到年才被埃菲尔铁塔超越。它仍然是人类聪明智慧和决心的持久证明。
这也是一座笼罩在神秘之中的大厦。它曾经被用作墓室吗?里面有未被发现的空腔吗?如果木乃伊藏在里面的某个地方,木乃伊是否也有诅咒?它是用UFO技术建造的吗?(好吧,有些谜团比其他谜团更现实,但许多悬而未决的问题仍然存在。
最近发表在《自然通讯》(NatureCommunications)上的一篇论文揭开了其中至少一个谜团的面纱。利用来自外太空的无情辐射和最初为粒子加速器开发的技术,与扫描金字塔项目合作的科学家在大金字塔内发现了一条新的通道。
探索古代建筑的非破坏性方式
与19世纪不同,当时考古学家几乎可以在任何他们想要的地方挖掘,如今保护是当务之急。科学家需要培养在不损坏大金字塔的情况下观察大型结构内部的能力。从本质上讲,他们需要的是一台巨大的X光机。
但是X射线无法窥视如此大的结构内部;它们只能在岩石中穿透非常小的距离。因此,研究人员需要一种不同的方法,而答案来自太空。
地球不断受到高能粒子的冲击,这些粒子起源于剧烈的天体物理现象,如黑洞和爆炸的恒星。这些高能粒子撞击地球大气层,并在此过程中将自己转化为称为宇宙射线μ介子的粒子。
μ介子本质上是周围原子周围熟悉的电子的重表亲。μ介子比电子重,不稳定,在几百万分之一秒内衰变。然而,这短暂的寿命足以让它们穿过地球大气层并撞击地球表面。
μ介子有一个非常重要的性质:当物质通过它们时,它们与物质的相互作用相当微弱。因此,μ介子可以穿透岩石中的很远的距离。具有足够高能量的μ介子可以穿过米的岩石-大约一个足球场的长度。
但μ介子不会毫发无损地穿过物质。它们沿途会失去能量,几乎就像汽车在猛踩刹车时因打滑痕迹而失去能量一样。事实证明这是一件有用的事情。
科学家首先使用他们的探测器来测量来自天空的μ介子的速率。然后他们在把一些大而巨大的东西挡在路上之后做同样的事情。这个巨大的物体阻止了一些μ介子-那些没有足够的能量穿透的μ介子-并让其余的通过。
现在这是很酷的部分:如果大质量物体在某处有一个空隙,当μ介子撞击空隙并穿过空气时,它不会失去能量。打滑标记停止,回到我们的类比。然后,当μ介子回到致密物质中时,打滑标记再次开始。
结果是,当你看到μ介子穿过像大金字塔这样的大物体时,它只会让一些μ介子通过。但是,如果μ介子穿过空隙,则更多的μ介子将到达您的探测器。因此,您可以通过在金字塔上扫描探测器时寻找μ介子检测速率的跳跃来识别空间的位置。
此方法仅显示空隙在一个维度中的位置。但是,如果你移动探测器向不同的方向看,你最终可以建立一个空洞的三维图像。这与您进行医学CT扫描时的技术相同(其中CT表示“计算机断层扫描”)。使用μ介子的技术称为“μ介子断层扫描”,或偶尔称为“μ介子断层扫描”。
映射以前未知的隧道
日本的研究人员一直在使用这种技术有效地对大金字塔进行X射线检查。在最近的论文中,科学家们在结构中发现了一条以前未知的隧道,面积约为2米见方,9米长(6x0)。
这不是在大金字塔中发现的第一个空洞。年,一些相同的研究人员发现了一个更大的空隙,长约0米(英尺)。到目前为止,没有人知道这些空洞里有什么。
a雪佛龙,由巨大的山墙石灰岩梁组成,覆盖了胡夫金字塔北侧的DC原始入口。b名古屋大学的探测器的D模型和位置,用红点表示,CEA的探测器用橙点表示,在直流和MC中。c显示EM,d显示EM2,e显示EM5,f显示Charpak,g显示Joliot,h显示Degennes。(图片来源:Procureur等人,《自然通讯》,年)
想象在房间中会发现古埃及文物的宝库是诱人的,我们知道较小的虚空并非如此。科学家们能够将内窥镜(一个长而灵活的相机)插入空间,但他们没有看到任何物体。由于新发现的空隙的位置,它们被认为只是建筑特征,内置在金字塔中,以减轻其下方隧道和房间的重量和压力,埃及古物学家早就知道这一点。尽管如此,我们仍然没有关于更大空洞中有什么的信息。
埃及考古当局意识到了这些发现,科学界就如何进行存在争论。研究人员正在权衡观察更大空洞的好处,以及任何试图进入它都会对金字塔造成永久性损害的事实。
尽管这一新发现令人兴奋,但μ介子断层扫描还有其他用途。研究人员已经使用该技术来观察火山内部,并测量强烈风暴中大气中的含水量。该技术还具有观察核反应堆内部的潜力。
虽然现在确切地知道研究人员发现了什么还为时过早,但毫无疑问,μ介子断层扫描为考古学带来了新的能力。科学家们才刚刚开始利用这项技术的能力。