神奇的粒子，揭示了胡夫金字塔的隐藏结构！

大约4500年前，法老胡夫（Khufu，公元前2509-2483）下令在吉萨建造大金字塔。此后，这座神秘的建筑一直处于密封的状态。

直到公元820年，哈里发阿尔·马蒙（al-Ma'mun）打破了大金字塔的一面墙，发现里面有三间垂直排列的墓室，其中包括国王墓室（King's Chamber）、王后墓室（Queen's Chamber）和一间废弃的由“大甬道”（Grand Gallery）连接的地下墓室（Subterranean Chamber）。此外，还有一条下行的走廊、一条上行的走廊，以及一条在中世纪挖掘的通道，也就是现在的游客入口。

时至今日，许多人都在尝试寻找更多墓室，但都纷纷失败。最大的难处之一在于，没有人拥有金字塔的剩余部分的设计图。此外，今天的考古学家也无法再像之前的人那样，使用那些可能会损坏其物理结构的侵入性手段来研究金字塔。

从几年前起，一个由工程师和物理学家组成的团队启动了“扫描金字塔项目”，他们计划借助来自外太空的宇宙射线来绘制金字塔的内部地图，寻找内部的墓室。

根据发表在《自然·通讯》上的一篇新论文，两组独立的研究团队使用两种不同的μ子成像方法，首次成功绘制了一条新发现的内部走廊。

μ子成像技术

使用μ子对考古结构进行成像由来已久。当来自太空的高能宇宙射线冲入地球的大气时，μ子便会形成。由于宇宙射线提供了这些粒子的稳定供应，这种探测技术也变得越发成熟。

虽然μ子成像很多样，但它们通常都涉及充满气体的腔室。当μ子穿过气体时，它们会与气体粒子相撞，发出闪光，进而被探测器记录。通过这个过程，科学家就可以计算出粒子的能量和轨迹。

这与X射线成像或者探地雷达很像，只不过，它用的是天然的高能μ子，而不是X射线或者无线电波。这种更高的能量使得μ子可以对厚实、致密的物质成像，比如用于建造金字塔的石头。被成像的物体越是致密，就有越多的μ子被阻挡，投下更明显的阴影。如此一来，金字塔中那些隐藏的空间就会在最终的图像中显现出来，因为它们阻挡的粒子要少一些。

扫描金字塔

在上世纪60年代末，诺贝尔奖得主、物理学家路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Alvarez）与埃及考古学家合作，将这种技术首次用在了寻找吉萨卡夫拉金字塔中的隐藏墓室上。只是当时他们并没有成功找到任何隐藏的结构。

直到2016年，“扫描金字塔项目”的研究团队利用μ子成像技术，探测到了金字塔北墙的V形结构后方，有一处形状像走廊一样的空旷空间。

2016年，“扫描金字塔项目”团队在金字塔北墙的V形结构后方，发现了一处像走廊一样的中空空间（North Face Corridor）。2017年，他们又在大甬道（Grand Gallery）上方发现了一处巨大的空腔（Big Void），并推测这是一间墓室。（图/Scan Pyramids）

次年，他们在大甬道上方发现了一处巨大的空腔（Big Void）。它看起来和大甬道差不多大，约30米长，位于地面之上15至17米处。研究人员推测，这可能是一间隐藏的墓室。

研究人员想知道，他们在2016年发现的“走廊”，有没有可能和2017年发现的巨大空腔是相连的。然而，没有非侵入性的方法可以进一步探索这片区域。

两项独立的探测

幸运的是，北墙的空腔似乎足够接近结构表面，这为研究人员找到一种好的方法来探索这片区域带来了希望。

在这项最新的工作中，团队在金字塔周围的不同点放置了探测器，使用μ子射线成像绘制出了这条秘密走廊的形状和位置。具体来说，他们使用了核乳胶片，可以在没有电力供应的情况下探测到粒子。这种多点观测让他们确定了走廊的位置、倾斜度和垂直布局。

大金字塔东西截断面示意图。图中字母分别代表了：a地下墓室，b王后墓室，c大甬道，d国王墓室，e下行走廊，f上行走廊，g阿尔·马蒙通道，h北面V形墙；i代表了先前研究人员推测的腔室的水平和垂直范围。（图／Nature Communication）

另一组独立的团队则在金字塔外部署了三个气体探测器，或者叫μ子望远镜。这些探测器没有乳胶片那么紧凑，而且需要电源，但它们产生的结果要快得多。这些望远镜收集了大约140天的数据，收集了超过1.16亿个μ子。

两项独立分析的结果证实了一个走廊状的空腔的存在。这条走廊长约9米，横向截面2×2米，很可能是斜向上的，但它通往何处仍是个谜。

内窥镜拍下的隐藏腔室中的样子。（图/The ScanPyramids Mission）

团队还借助探地雷达和超声波测试进行了更多细节测绘，并由此部署了一台微型摄像机，对走廊内部进行了一次“内窥镜”检查。图像显示了一条带有拱形天花板的走廊。

金字塔的更多秘密

金字塔一直被认为是地球上最神秘、最雄伟的建筑之一，它们更是辉煌灿烂的埃及文明的象征。随着考古技术的发展，科学家希望能借助更多非侵入性的手段，探寻它们内部的样子。

#创作团队：

编译：Takeko

排版：雯雯

#参考来源：

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

#图片来源：

封面图：paweesit, Flickr, CC BY-ND

首图：Nature Communication