قد يكون الهرم الأكبر في الجيزة أكثر الهياكل شهرة على الإطلاق. شيدت الحضارات القديمة أيقونات أثرية تشهد على عظمتها وثباتها. لكن في بعض النواحي ، يقف الهرم الأكبر وحده. من بين عجائب الدنيا السبع في العالم القديم ، بقي الهرم الأكبر سليما نسبيا.
سيستخدم فريق من العلماء التطورات في فيزياء الطاقة العالية (HIP) لمسح هرم خوفو الأكبر في الجيزة بميونات الأشعة الكونية. إنهم يريدون أن يروا ما هو أعمق في الهرم الأكبر أكثر من أي وقت مضى ورسم خريطة لهيكله الداخلي. يُطلق على هذا الجهد مهمة استكشاف الهرم الأكبر (EGP).
الهرم الأكبر بالجيزة قائم منذ القرن السادس والعشرين قبل الميلاد. إنه قبر فرعون خوفو ، المعروف أيضًا باسم خوفو. استغرق البناء حوالي 27 عامًا ، وتم بناؤه بحوالي 2.3 مليون كتلة من الحجر – مزيج من الحجر الجيري والجرانيت – بلغ وزنها حوالي 6 ملايين طن. لأكثر من 3800 عام ، كان أطول مبنى من صنع الإنسان في العالم. نرى الآن فقط البنية الأساسية الأساسية للهرم الأكبر. تمت إزالة غلاف الحجر الجيري الأبيض الناعم بمرور الوقت.
تمت دراسة الهرم الأكبر جيدًا ، وعلى مر السنين ، رسم علماء الآثار الهيكل الداخلي. يحتوي الهرم والأرض تحته على غرف وممرات مختلفة. تقع غرفة خوفو (خوفو) تقريبًا في وسط الهرم.
هذا الشكل هو رسم تخطيطي لارتفاع الهياكل الداخلية للهرم الأكبر. تشير الخطوط الداخلية والخارجية إلى ملامح الهرم الحالية والأصلية. 1. المدخل الأصلي 2. نفق اللصوص (المدخل السياحي) 3 ، 4. الممر التنازلي 5. الغرفة الجوفية 6. الممر الصاعد 7. غرفة الملكة و “مهاويها الهوائية” 8. الممر الأفقي 9. المعرض الكبير 10. غرفة الملك و “مهاويها الهوائية” 11. الكهف وعمود الآبار. الائتمان: بواسطة Flanker، CC BY-SA 3.0
في الآونة الأخيرة ، استخدمت الفرق الأثرية بعض الأساليب عالية التقنية لفحص الدواخل من الأهرامات بشكل أكثر صرامة. في أواخر الستينيات ، استخدم الفيزيائي الأمريكي لويس ألفاريز وفريقه التصوير المقطعي بالميون لمسح باطن الهرم. في عام 1969 ، أفاد ألفاريز أنهم فحصوا 19٪ من الهرم ولم يعثروا على غرف جديدة.
في 2016-2017 ، سكان بيراميدز استخدم الفريق تقنيات غير جراحية لدراسة الهرم الأكبر. مثل ألفاريز من قبلهم ، استخدموا التصوير المقطعي بالميون ، جنبًا إلى جنب مع التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء وغيرها من الأدوات. أهم اكتشاف لهم هو “الفراغ الكبير، “فراغ هائل فوق المعرض الكبير. نُشر هذا الاكتشاف في مجلة Nature ويعتبر أحد أهم الاكتشافات العلمية في ذلك العام.
الميونات هي جسيمات أولية تشبه الإلكترونات ولكنها أكثر كتلة. يتم استخدامها في الأشعة المقطعية لأنها تخترق الهياكل بعمق. أعمق من الأشعة السينية.
تنشأ ميونات الأشعة الكونية عندما تصطدم جسيمات عالية الطاقة تعرف بالأشعة الكونية بالغلاف الجوي للأرض. الأشعة الكونية عبارة عن شظايا من الذرات – بروتونات عالية الطاقة ونواة ذرية – تتدفق باستمرار إلى الأرض من الشمس ، خارج النظام الشمسي ، وخارج المجرة. عندما تتصادم هذه الجسيمات مع الغلاف الجوي للأرض ، ينتج عن الاصطدام زخات من الجسيمات الثانوية. بعض هذه الجسيمات عبارة عن ميونات.
يوضح هذا الرسم البياني ما يحدث عندما يصطدم جسيم كوني أساسي بجزيء من الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى حدوث دش هوائي. دش الهواء هو سلسلة من جسيمات الاضمحلال الثانوية ، بما في ذلك الميونات ، يشار إليها بالرمز؟. الائتمان: بواسطة SyntaxError55 في ويكيبيديا الإنجليزية ، CC BY-SA 3.0
الميونات غير مستقرة وتتحلل في بضع ميكروثانية أو أجزاء من المليون من الثانية. لكنهم يسافرون بسرعة تقترب من سرعة الضوء ، وبهذه السرعة العالية ، يمكنهم الاختراق بعمق قبل أن يتحللوا. هناك مصدر لا ينتهي للميونات من الأشعة الكونية التي تقصف الأرض باستمرار. تتمثل مهمة التصوير المقطعي للميون في قياس الميونات بشكل فعال.
يستخدم التصوير المقطعي للميون في تطبيقات مختلفة ، مثل فحص حاويات الشحن للممنوعات. تزيد الابتكارات التكنولوجية الحديثة في التصوير المقطعي بالميون من قوتها وتؤدي إلى تطبيقات جديدة. على سبيل المثال ، سيستخدم العلماء في إيطاليا التصوير المقطعي بالميون لتصوير الجزء الداخلي من جبل فيزوف البركاني ، على أمل أن يفهموا متى قد يثور مرة أخرى.
تستخدم مهمة استكشاف الهرم الأكبر (EGP) التصوير المقطعي بالميون لاتخاذ الخطوة التالية في تصوير الهرم الأكبر. مثل ScanPyramids قبلهم ، سيستخدم EGP التصوير المقطعي بالميون لتصوير الجزء الداخلي للهيكل. لكن EGP يقول إن نظام تلسكوب الميون الخاص بهم سيكون أقوى 100 مرة من تصوير الميون السابق. “نخطط لوضع نظام تلسكوب في الميدان يتمتع بحساسية تزيد عن 100 مرة من حساسية المعدات التي تم استخدامها مؤخرًا في الهرم الأكبر ، وسوف يصور الميونات من جميع الزوايا تقريبًا وسينتج ، لأول مرة ، صورة مقطعية حقيقية لـ مثل هذا الهيكل الكبير “، كما كتبوا في الورقة يشرحون المهمة.
سيستخدم EGP مستشعرات تلسكوب كبيرة جدًا تم نقلها إلى مواقع مختلفة خارج الهرم الأكبر. سيتم تجميع أجهزة الكشف في حاويات شحن يتم التحكم في درجة حرارتها لسهولة النقل. سيكون طول كل وحدة 12 مترًا وعرضها 2.4 مترًا وطولها 2.9 مترًا (40 قدمًا وعرضها 8 أقدام وطولها 9.5 قدمًا). استخدمت عمليات المحاكاة الخاصة بهم تلسكوبين من نوع ميون ، ويتكون كل تلسكوب من أربع حاويات.
يوجد على اليسار رسم توضيحي للحاويات التي يتكون منها التلسكوب. يوجد على اليمين رسم توضيحي لكيفية إعداد التلسكوب في الموقع. حقوق الصورة: Explore Great Pyramid Mission / Bross et al. 2022.
هناك خمس نقاط حرجة في مهمة الجنيه المصري:
- قم بإعداد تحليل مفصل للهيكل الداخلي بأكمله والذي لا يفرق فقط بين الحجر والهواء ، ولكن يمكنه قياس الاختلافات في الكثافة.
- أجب عن الأسئلة المتعلقة بتقنيات البناء من خلال القدرة على رؤية الانقطاعات الهيكلية الصغيرة نسبيًا.
- لا يؤدي الحجم الكبير لنظام التلسكوب إلى زيادة الدقة فحسب ، بل يتيح إمكانية التجميع السريع للبيانات ، مما يقلل من وقت المشاهدة المطلوب في الموقع. يتوقع فريق الجنيه المصري فترة مشاهدة تبلغ عامين.
- التلسكوب ذو طبيعة معيارية للغاية. هذا يجعل من السهل جدًا إعادة التكوين والنشر في موقع آخر للدراسات المستقبلية.
- من منظور تقني ، يستخدم النظام المقترح تقنية تم تصميمها واختبارها إلى حد كبير وتقدم نهجًا منخفض المخاطر.
لا تزال EGP تبني نماذج أولية للتلسكوبات وتحدد تقنيات معالجة البيانات التي سيستخدمونها. على طول الطريق ، يقومون بعمليات محاكاة وأعمال أخرى للتحضير للمهمة. إحدى القطع المهمة هي كيف ستجمع كل هذه الميونات في صورة مقطعية.
لكن الفريق واثق من العمل الذي قاموا به حتى الآن وهو راضٍ عن نهجهم الجديد. يقول EGP إن جهودهم ستخلق صورة مقطعية فعلية للهرم الأكبر لأول مرة ، بدلاً من صورة ثنائية الأبعاد.
تتخذ مهمة استكشاف الهرم الأكبر نهجًا مختلفًا لتصوير الهياكل الكبيرة بميونات الأشعة الكونية. يمكن أن ينتج عن استخدام تلسكوبات الميون الكبيرة جدًا الموضوعة خارج الهيكل ، في حالتنا ، هرم خوفو الأكبر في هضبة الجيزة ، صورًا عالية الدقة نظرًا للعدد الكبير من الميونات المكتشفة. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال تحريك التلسكوبات حول قاعدة الهرم ، يمكن إعادة بناء الصورة المقطعية الحقيقية لأول مرة “.
معظم عمل EGP حتى الآن كان محاكاة البيانات. لكنهم لن يبدأوا من الصفر عندما يبنون التلسكوب. كتبوا: “إن تقنية الكاشف المستخدمة في التلسكوبات راسخة ، وقد بدأ بالفعل وضع نماذج أولية لمكونات معينة”.
عندما اكتشفت ScanPyramids منطقة Big Void في عام 2017 ، كانت أخبارًا كبيرة. لقد تسبب في بعض الجدل أيضًا. استغل عالم المصريات زاهي حواس النتائج. قال لصحيفة نيويورك تايمز “إنهم لم يجدوا شيئًا … هذه الورقة لا تقدم شيئًا لعلم المصريات. صفر.”
لكن معظم علماء المصريات الآخرين اعتنقوا هذا الاكتشاف وطبيعته العلمية. كان الفيزيائيون يدعمون الاكتشاف أيضًا. قال عالم فيزياء الجسيمات لي طومسون علم أن: “العلماء” رأوا “الفراغ باستخدام ثلاثة أجهزة كشف مختلفة للميون في ثلاث تجارب مستقلة ، مما يجعل اكتشافهم قويًا للغاية.”
لا بد أن تكون هناك بعض الدراما عندما يستخدم العلماء فيزياء الطاقة العالية الحديثة لاستكشاف أحد أقدم الكنوز الأثرية للبشرية. يبدو بعض علماء المصريات ملكيين وقد ينظرون إلى الفيزيائيين على أنهم متطفلون في مجالهم. قد لا يحبون الفيزيائيين الذين يستخدمون جزيئات غامضة من الفضاء الخارجي لفتح الحجاب على ماضينا القديم.
يبدو أنه سيتعين عليهم التعود عليها.
نُشر في الأصل في الكون اليوم.
المرجع: “التصوير المقطعي للهرم الأكبر في الجيزة” بقلم آلان د. مولر ، آنا بلا دالماو ، بول روبينوف ، عمر شهود ، فيليب فارجاس وتابيثا ويلش ، 16 فبراير 2022 ، فيزياء> الأجهزة وأجهزة الكشف.
arXiv: 2202.08184
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”