胡夫金字塔一直是埃及的著名景點,但誰也不知道它的內部竟然還隱藏著這樣一個幾千年未被發現的空間結構。來自法國和日本的科學家在進行了長達兩年的研究之後,將這一結果公之於眾,論文發表在11月2日的《自然》雜誌上。
這個名為「掃描金字塔計劃」的項目,使用了一種叫做μ介子探測的3D掃描技術,可以探知大型椎體建築內部的結構。然而,這一隱藏區域的發現,僅僅是開啟了神秘而又偉大的金字塔的另一個秘密而已。接下來,科學家還準備對更多金字塔進行掃描。這個世界仍有太多的未知,有待我們去探索。
在埃及的吉薩省,研究人員用μ介子探測器在古埃及最大的金字塔——胡夫金字塔內,發現了一個以前從未被發現的空間——30米長的密室。μ介子是宇宙射線的副產品,而這個密室是自十九世紀以來在金字塔內部首次發現的一個新的空間,這一發現將有助於揭示這座擁有4500年歷史的古代大金字塔是如何建成的。
埃及古物學者很快放棄了在這30米長的金字塔內部空間裡尋找失落寶藏的想法。「找到隱藏墓室的可能性幾乎為零。」英國布里斯托大學的艾丹·多德森(Aidan Dodson)說道。多德森是一位研究古埃及墓葬的埃及古物學家。但專家們希望這一發現能對人們認識這座壯觀的金字塔如何建造的問題,帶來重大啟示。
這個大金字塔是古埃及第四王朝法老胡夫的陵墓。胡夫統治埃及的在位時間從公元前2509年至公元前2483年。這座大金字塔由石灰巖和花崗巖塊構成,高度達139米,是吉薩金字塔群中最古老和最大的金字塔,也是古代世界最令人驚嘆的建築之一。
這一時期的其他金字塔都建造在地下墓室的上方,而胡夫金字塔卻有所不同,在金字塔內部的空間結構體中,就包含了幾個大的墓室。其中國王墓室裡面放有一個石棺;王后墓室則比國王墓室小一些;還有一條傾斜的通道,被稱為「大甬道」(the Grand Gallery)。這幾個墓室是在九世紀時被發現的,直到十九世紀時,西方考古學家才對其進行了廣泛的發掘。
不過,考古愛好者一直想知道:金字塔內是否還有更多的隱藏空間?國王的真正墓室是否另有他處,埋藏在目前還未被發現的地方?
關於金字塔內部的秘密,「大家提出了許多理論,一些想法不錯,但也挺瘋狂。」巴黎的遺蹟創新保護研究所所長邁赫迪·塔尤比(Mehdi Tayoubi)說道,為此他發起創建了一個名為「掃描金字塔」的國際合作項目,來探尋金字塔內的秘密,該項目由埃及古物部負責監督。
他說,該小組對現有的各種理論「不置可否」,轉而開展使用非入侵性技術搜索隱藏空間的行動。
為了「看到」大金字塔的內部,研究人員使用了高能粒子物理領域開發的一種技術:跟蹤一種叫做μ介子的粒子,它們是宇宙射線在高層大氣與原子撞擊產生的高能粒子,每分鐘落在每平方米地球表面上的μ介子多達1萬個。敏感的μ介子探測器被用於粒子加速器上,但在過去十年時間裡,它也被用來確定火山內部結構,以及探查日本福島受損核反應堆的內部情況。
2015年12月,日本名古屋大學物 理學家森本久由( Kunihiro Morishima)和他的同事將系列探測器安置在王后墓室中,他們可以從那裡觀測發現μ介子從頂部穿過金字塔的情況,部分μ介子會被石頭擋住,因此探測器可通過μ介子撞擊是否多於預期,來檢測金字塔內部是否存在空洞。
▲金字塔中空結構的3D藝術視圖,傾斜位置。為了了解其內部結構的更多信息,科學家利用μ介子(宇宙線的副產物,能夠穿透石頭)進行成像。由於μ介子在穿過石頭或空氣時的軌跡是截然不同的,因此能夠通過它,區別中空結構和實體結構
「幾個月後,我們就有了意想不到的線索。」塔尤比說道。去年3月,名古屋大學放置的μ介子乳膠片顯示的一個重要異常,引起了掃描金字塔團隊的注意,這些乳膠片放置在王后墓室中。在接下來的一整年裡,科學家用不同的μ介子成像技術調查該異常,他們在不同地方放置了更多的μ介子乳膠片。來自日本筑波的高能加速器研究組織的另一種μ介子成像技術也被用於王后墓室。兩支團隊檢測到同樣的結果:一個未知中空結構(SP-BV)。
為核實探測結果,來自巴黎的法國新能源和原子能委員會(CEA)的物理學家團隊則使用了不同的μ介子探測器放置在金字塔內外的不同地點。此外,科學家還在胡夫金字塔北面放置了CEA的μ介子望遠鏡——該中空結構如此之大,μ介子望遠鏡從外部也檢測到了它的存在。
這三個研究團隊都在大甬道上方的同一地點探測到了一個巨大的意想不到的空間。他們各自獨立工作,每支 隊伍達到 的 置信水平高於99.9999% (超過5西格瑪水平)。該大型中空結構被檢測到的部分與大甬道大小相似——大甬道長47米,高8米,體積600立方米。SP-BV至少有30米長,與其下方的大甬道有著相似的橫截面。
這項研究結果在11月2日的《自然》雜誌上發表。研究人員說,這個密室可能是水平的,也可能是傾斜的,可能由兩個或兩個以上的小空間組成。「這是一個巨大的驚喜,」塔尤比說,「我們真的感到很興奮。」
這個空間的用途目的尚未能確定,但塔尤比認為,這可能會是「第二個大甬道」。
多德森說,新發現的空間內不可能有任何墓葬和文物,因為那裡已經發現了一個有石棺的墓室。相反,他推測這個空間有可能是一個「減壓室」,目的是減少壓在下面大甬道上磚石的重量。胡夫的父親斯尼夫魯的美杜姆金字塔墓室上方也有類似的減壓室。
但是,英國利物浦市一位對金字塔多有研究的獨立地質學家和工程師科林·裡德(Colin Reader)認為,這個新發現的密室離大甬道太遠,不可能用來為大甬道減壓。他猜測,這個空間是否就像通往國王墓室的大甬道一樣,有可能是通向另一個更高房間的廊道,「不過,需要經過調查才能排除這一點。」
2007年,法國建築師讓·皮埃爾·烏丹(Jean Pierre Houdin)提出,大甬道是一個巨大配重系統的一部分,大甬道地板上滑動的重物可能是用來抬起構成國王墓室的高大花崗巖塊的。由此,他推測,新發現的空間可能是更高的第二個配重系統的一部分。
但這個理論被探查結果否定了,檢測數據表明斜坡是不存在的。
創新只有通過多學科方法才能實現。研究、實驗與合作都不可少,就像古埃及人當年建造這些巨石奇蹟一樣。得益於國際合作,掃描金字塔計劃現在已發現了胡夫金字塔中的重要中空結構。
塔尤比說,下一步他打算掃描埃及的第二大金字塔——哈夫拉金字塔,諾貝爾獎獲得者、物理學家路易斯·阿爾瓦雷斯(Luis Alvarez)的團隊曾於上世紀60年代使用火花室作為探測器,對這個金字塔內部進行了μ介子掃描成像,並用磁帶記錄下了這種宇宙射線檢測的數據資料。
▲胡夫金字塔王后室裡的名古屋μ介子乳膠片裝置
他們當時的報告稱,掃描區域未發現新的密室,但塔尤比指出,如今的技術已大有進步。「我認為阿爾瓦雷斯是一個有遠見的人。」塔尤比說。他的設想是對的,也許有些超前。我們的夢想是向阿爾瓦雷斯表達敬意,我們將在哈夫拉金字塔重做當年的實驗,看他當年的猜測是否是對的。」
大金字塔是天才和創意的象徵,是人類將不可能變為可能的確鑿證據。在中世紀時,阿拉伯帝國阿拔斯王朝第七任哈裡發馬蒙(813—833年在位)下令「打開」金字塔。他的團隊發現了我們今天所知的大部分金字塔內部結構。
2015年10月 掃描金字塔計劃啟動。科學家運用非侵入性技術——比如紅外熱成像法、μ介子成像技術和三維模擬,透過層層石塊,探測未知的內部結構。
2016年10月 該項目對外公布了掃描金字塔北面走廊(SP-NFC)的結果。該中空結構是用μ介子成像技術發現的,自那時起,日本名古屋大學的其它幾個μ介子乳膠片被放置在這條下行走廊和馬蒙入口,用以驗證SP-NFC的發現。
2017年 由名古屋大學學者放在下行走廊的μ介子乳膠片再次證實了2016年的結果。SP-NFC的位置、尺寸和形狀已經進一步確定,該中空結構看起來像條走廊。它隱藏在北面倒V字型區域之後,已存在了幾千年,這個走廊通向哪裡? 科學家還將繼續探索。
編譯丨方陵生
原文刊於2017年11月26日文匯報
圖片由「掃描金字塔計劃」團隊提供
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