今日Nature: 胡夫金字塔的秘密，竟被宇宙射线揭开

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埃及金字塔可谓令每个人都着迷的神奇存在。今天，《Nature》发表的论文揭示了埃及吉萨最大的金字塔——胡夫金字塔内的一个隐藏结构。研究人员使用宇宙线成像技术得出了这一发现，证明了现代粒子物理学能够被用于揭示古代构筑物的新信息。

首先，我们来看看研究人员在胡夫金字塔中的重大发现。

胡夫金字塔北面

早在2015年11月，研究人员就在金字塔中发现多处热异常，其中重要的一个位于胡夫金字塔的北侧，该区域有4个V形结构悬于下降的廊道上。

另一处深层的热探测由加拿大拉瓦尔大学完成，他们进行了3*24小时的作业，发现该地点非常有趣。由同种材质构成的不同障碍物排在一个方向上，实际上它们的功用有所差异。

这一分析使得ScanPyramids团队开始对这一地点动用各种技术，进行全面的测量。该区域带来的诸多疑问让研究人员开始对下降通道进行完整的渺子成像测量。要知道，这座金字塔建于4500年以前，倒V形结构原本并不可见，而是藏于石块之下。多年来，在人们慢慢将石体拆除，它们才得以显露。

今天我们见到的倒V形倾斜石块遗迹，很有可能在石体被拆开前，用于支撑一个空间结构。

研究人员也意识到，在金字塔内部，国王和王后的房间也很可能被覆盖着这种倒V形结构。在古代建筑学中，这种构造并非用于装饰，而是有着非常实际的功能：保护空间结构，防止顶部坍塌。问题在于：为什么在下降通道的入口处，要用这么多的倒V形结构来保护那么小的区域？

项目组在2016年4月已经对曲折金字塔使用过渺子宇宙射线技术，证实了此种方法对于确定金字塔这种大型厚重构造中的中空结构非常有效。所以，研究人员决定继续利用这项技术，探索V形结构背后的秘密。

通过三项技术的结合应用，研究人员最终确认了胡夫金字塔北侧内部存在中空区域，其中至少有一条走廊可通往内部。通过进一步利用乳胶膜板进行数据收集，其内部构造的精确形状和位置也终于浮出水面。

2017年最新发现

2016年3月，三块含有乳胶膜的铝板被置于下降通道的底部。它们对渺子射线非常敏感，能够“发现”上方位置的潜在密室。研究人员总共花了67天，让薄膜收集渺子信息，随后送往名古屋大学分析。

此后，研究人员又使用了更多的乳胶膜板进行数据收集。结果，每一块铝板中都显示出超量的渺子信息。这并非统计起伏或噪声，意味着其上方位置确实存在中空结构。通过与模拟数据的比较，这种超量结果的置信度已高于5 Sigma，也就是说可靠性高于99.9999%。研究人员由此确定了该中空结构的存在（ScanPyramids Big Void，SP-BV）。

经过三个独立团队的共同研判，认为该中空结构长度至少30米，处在距离地面50-70米高位置，可能由一个或多个结构组成，它即有可能是水平的，也有可能是倾斜形态的，横截面积与我们熟知的大甬道（Grand Gallery）相近。至于存在的意义和功能，让我们关注研究人员的进一步调查！

关于ScanPyramids项目

2015年10月25日，埃及文物部启动了ScanPyramids项目，由开罗大学工程学院以及法国巴黎HIP研究所主导。项目旨在用一年的时间，对埃及的胡夫金字塔、卡夫拉王金字塔、曲折金字塔和红金字塔进行扫描。研究人员采用了非侵入式、非破坏性的扫描技术，以探测这些古代遗迹的未知内部结构和空洞。这将有助于理解金字塔的构造以及其建造过程和相关技术。这项工作涉及到红外热成像（infrared thermography）、渺子成像（muon tomography）以及三维重建技术。

渺子成像技术（Muography）

渺子（μ子）可以说源源不断地以接近光速的速度飞抵地球，流量可达10000/平方米·分钟。它们产生于宇宙射线与高层大气的交互作用。和能够穿透人体帮助骨骼成像的X射线相似，它也可以在被完全吸收前穿越数百米厚的石块。如果我们能合理设置探测器（在金字塔内部，置于潜在的未知暗室之下），这将能够帮助记录粒子的轨迹，在相对密集的建筑区域中识别隐藏结构（渺子穿越中空结构时基本不会发生作用，石体结构则会吸收部分渺子或使其偏移）。这种测量方法所面对的挑战在于需要构建极其精密的探测器，并积累足够多的数据（需要多天乃至数月）以便增加对照。

目前，渺子成像技术已在火山学中广泛使用，特别是日本名古屋大学的研究团队。在ScanPyramids项目中，研究人员开发出3种探测器。名古屋大学团队采用的是基于银乳胶膜的化学探测器；高能加速器研究机构（KEK）则设计了载有对渺子敏感的闪烁塑料的电子设备，这些仪器曾用于日本福岛核反应堆的内部成像；法国新能源与原子能委员会（CEA）后来也加入项目，它们的“渺子望远镜”由基于氩混合物的气体探测器构成。相对于化学性质的乳胶来说，电子设备（塑料或气体）可实现实时成像。

参考资料

http://www.hip.institute/

官方视频介绍：

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=s0568wlwsjq&width=500&height=375&auto=0

更多信息，请查看

http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature24647

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