Los arqueólogos planean escanear la Gran Pirámide de Giza con rayos cósmicos; deberían ver cada cámara oculta en el interior.
La Gran Pirámide de Giza podría ser la estructura más icónica que los humanos hayan construido. Las civilizaciones antiguas han construido íconos arqueológicos que dan testimonio de su grandeza y persistencia. Pero en cierto modo, la Gran Pirámide está sola. De las Siete Maravillas del Mundo Antiguo, solo la Gran Pirámide está relativamente intacta.
Un equipo de científicos utilizará los avances en física de alta energía (HIP) para barrer la Gran Pirámide de Keops en Giza con muones cósmicos. Quieren ver la Gran Pirámide más profunda que nunca y trazar un mapa de su estructura interna. El esfuerzo se llama la misión Explore the Great Pyramid (EGP).
La Gran Pirámide de Giza existe desde el siglo 26 antes de Cristo. Es la tumba del faraón Khufu, también conocido como Keops. La construcción tomó alrededor de 27 años y se construyó con alrededor de 2,3 millones de bloques de piedra, una combinación de piedra caliza y granito, con un peso de alrededor de 6 millones de toneladas. Durante más de 3.800 años, fue la estructura artificial más alta del mundo. Ahora solo vemos la estructura central subyacente de la Gran Pirámide. La suave envoltura de piedra caliza blanca se ha eliminado con el tiempo.
La Gran Pirámide está bien estudiada y, a lo largo de los años, los arqueólogos han mapeado la estructura interior. La pirámide y el piso de abajo contienen varias cámaras y pasajes. La cámara de Khufu (Keops) se encuentra aproximadamente en el centro de la pirámide.
Esta figura es un diagrama de elevación de las estructuras interiores de la Gran Pirámide. Las líneas interiores y exteriores indican los perfiles actuales y originales de la pirámide. 1. Entrada Original 2. Túnel de los Ladrones (entrada turística) 3, 4. Pasaje Descendente 5. Cámara Subterránea 6. Pasaje Ascendente 7. Cámara de la Reina y sus “conductos de aire” 8. Pasaje Horizontal 9. Gran Galería 10. Cámara del Rey y sus «conductos de aire» 11. Grotto & Well Shaft. Crédito: Por Flanker, CC BY-SA 3.0
En los últimos tiempos, los equipos arqueológicos han utilizado métodos de alta tecnología para sondear más rigurosamente el interior de las pirámides. A fines de la década de 1960, el físico estadounidense Luis Álvarez y su equipo usaron tomografía de muones para escanear el interior de la pirámide. En 1969 Álvarez informó que habían examinado el 19% de la pirámide y no encontraron nuevas cámaras.
En 2016-17, el Pirámides de escaneo El equipo utilizó técnicas no invasivas para estudiar la Gran Pirámide. Al igual que Álvarez antes que ellos, utilizaron tomografía de muones, así como termografía infrarroja y otras herramientas. Su descubrimiento más significativo es el «gran vacíoun enorme vacío sobre el Gran Salón. El descubrimiento fue publicado en la revista Nature y es considerado uno de los descubrimientos científicos más importantes de este año.
Los muones son partículas elementales similares a los electrones pero más masivas. Se utilizan en tomografía porque penetran profundamente en las estructuras. Más profundo que incluso los rayos X.
Los muones de rayos cósmicos se crean cuando partículas de alta energía llamadas rayos cósmicos golpean la atmósfera de la Tierra. Los rayos cósmicos son fragmentos de átomos, protones de alta energía y núcleos atómicos, que fluyen constantemente hacia la Tierra desde el Sol, fuera del sistema solar y fuera de la galaxia. Cuando estas partículas chocan con la atmósfera terrestre, la colisión produce lluvias de partículas secundarias. Algunas de estas partículas son muones.
Este diagrama muestra lo que sucede cuando una partícula cósmica primaria choca con una molécula de la atmósfera, creando una lluvia de aire. Una lluvia de aire es una cascada de partículas de desintegración secundaria, incluidos los muones, indicada por el símbolo ?. Crédito: Por SyntaxError55 en Wikipedia en inglés, CC BY-SA 3.0
Los muones son inestables y se descomponen en unos pocos microsegundos o millonésimas de segundo. Pero viajan casi a la velocidad de la luz y a velocidades tan altas que pueden penetrar profundamente antes de romperse. Existe una fuente inagotable de muones provenientes de los rayos cósmicos que bombardean constantemente la Tierra. La tarea de la tomografía de muones es medir efectivamente los muones.
La tomografía de muones se utiliza en diferentes aplicaciones, como examinar contenedores de envío en busca de contrabando. Las recientes innovaciones tecnológicas en la tomografía de muones aumentan su potencia y conducen a nuevas aplicaciones. Por ejemplo, los científicos italianos utilizarán la tomografía de muones para obtener imágenes del interior del volcán Vesubio, con la esperanza de comprender cuándo podría volver a entrar en erupción.
La misión Explore the Great Pyramid (EGP) utiliza la tomografía de muones para dar un paso más en la obtención de imágenes de la Gran Pirámide. Al igual que ScanPyramids antes que ellos, EGP utilizará tomografía de muones para obtener imágenes del interior de la estructura. Pero EGP dice que su sistema de telescopio de muones será 100 veces más potente que las imágenes de muones anteriores. “Planeamos poner en marcha un sistema de telescopio que tenga una sensibilidad 100 veces mayor que el equipo que se utilizó recientemente en la Gran Pirámide, que captará imágenes de muones desde casi cualquier ángulo y producirá, por primera vez, una imagen tomográfica real de tal tamaño. gran estructura”, escribieron en el diario explicando la misión.
EGP utilizará sensores telescópicos muy grandes movidos a diferentes posiciones fuera de la Gran Pirámide. Los detectores se ensamblarán en contenedores de envío con temperatura controlada para facilitar el transporte. Cada unidad tendrá 12 m de largo, 2,4 m de ancho y 2,9 m de alto (40 pies de largo, 8 pies de ancho y 9,5 pies de alto). Sus simulaciones utilizaron dos telescopios de muones, y cada telescopio consta de cuatro contenedores.
A la izquierda, una ilustración de los contenedores que componen el telescopio. A la derecha hay una ilustración de cómo se instalará el telescopio en el sitio. Crédito: Misión Explorar Gran Pirámide/Bross et al. 2022.
Hay cinco puntos críticos en la misión EGP:
- Produzca un análisis detallado de toda la estructura interna que no solo diferencie entre piedra y aire, sino que también pueda medir variaciones en la densidad.
- Responda preguntas sobre técnicas de construcción al poder ver discontinuidades estructurales relativamente pequeñas.
- El gran tamaño del sistema del telescopio no solo brinda una mayor resolución, sino que también permite una rápida recopilación de datos, lo que minimiza el tiempo de observación requerido en el sitio. El equipo de EGP anticipa un tiempo de visualización de dos años.
- El telescopio es de naturaleza muy modular. Esto facilita enormemente la reconfiguración y el despliegue en otro sitio para futuros estudios.
- Desde una perspectiva técnica, el sistema propuesto utiliza tecnología ampliamente diseñada y probada y presenta un enfoque de bajo riesgo.
EGP todavía está construyendo prototipos de telescopios y determinando las técnicas de procesamiento de datos que utilizarán. En el camino, realizan simulaciones y otros trabajos para prepararse para la misión. Un elemento crítico es cómo agruparán todos estos muones en una imagen tomográfica.
Pero el equipo confía en el trabajo realizado hasta ahora y está contento con su nuevo enfoque. EGP dice que sus esfuerzos crearán una imagen tomográfica real de la Gran Pirámide por primera vez, en lugar de una imagen 2D.
“La misión Explorando la Gran Pirámide adopta un enfoque diferente para obtener imágenes de grandes estructuras con muones de rayos cósmicos. El uso de telescopios de muones muy grandes colocados fuera de la estructura, en nuestro caso, la Gran Pirámide de Khufu en la meseta de Giza, puede producir imágenes de resolución mucho mayor debido a la gran cantidad de muones detectados. Además, al mover los telescopios alrededor de la base de la pirámide, se puede lograr por primera vez una verdadera reconstrucción de la imagen tomográfica.
Hasta ahora, la mayor parte del trabajo de EGP ha sido la simulación de datos. Pero no empezarán desde cero cuando construyan el telescopio. «La tecnología de detección utilizada en los telescopios está bien establecida y ya ha comenzado la creación de prototipos de componentes específicos», escriben.
Cuando ScanPyramids descubrió el Gran Vacío en 2017, fue una gran noticia. También causó cierta controversia. El egiptólogo Zahi Hawass ridiculizó los hallazgos. Le dijo al New York Times: “No encontraron nada… Este artículo no ofrece nada a la egiptología. Cero.»
Pero la mayoría de los demás egiptólogos abrazaron el descubrimiento y su naturaleza científica. Los físicos también apoyaron el descubrimiento. El físico de partículas Lee Thompson dijo La ciencia que: «Los científicos ‘vieron’ el vacío utilizando tres detectores de muones diferentes en tres experimentos independientes, lo que hace que su hallazgo sea muy sólido».
Seguro que habrá drama cuando los científicos utilicen la física moderna de alta energía para investigar uno de los tesoros arqueológicos más antiguos de la humanidad. Algunos egiptólogos parecen posesivos y podrían considerar a los físicos como intrusos en su campo. Puede que no les gusten los físicos que usan partículas misteriosas del espacio para descubrir nuestro pasado antiguo.
Parece que tendrán que acostumbrarse.
Publicado originalmente en Universo hoy.
Referencia: «Imágenes tomográficas de los muones de la Gran Pirámide de Giza» por Alan D. Bross, EC Dukes, Ralf Ehrlich, Eric Fernandez, Sophie Dukes, Mohamed Gobashy, Ishbel Jamieson, Patrick J. La Rivière, Mira Liu, Gregory Marouard , Nadine Moeller, Anna Pla-Dalmau, Paul Rubinov, Omar Shohoud, Phillip Vargas y Tabitha Welch, 16 de febrero de 2022, Física > Instrumentación y Detectores.
arXiv:2202.08184
