Para arkeolog berencana menggunakan sinar kosmik untuk memindai Piramida Agung Giza – mereka harus melihat setiap ruang tersembunyi di dalamnya

Piramida Agung Giza mungkin adalah struktur paling ikonik yang pernah dibangun manusia. Peradaban kuno mendirikan ikon arkeologi yang membuktikan kebesaran dan daya tahan mereka. Namun dalam beberapa hal Piramida Agung berdiri sendiri. Dari tujuh keajaiban dunia kuno, hanya Piramida Besar yang relatif utuh.

Sebuah tim ilmuwan akan menggunakan kemajuan dalam fisika energi tinggi (HIP) untuk memindai Piramida Cheops di Giza dengan muon sinar kosmik. Mereka ingin melihat lebih dalam dari sebelumnya ke Piramida Besar dan memetakan struktur dalamnya. Upaya tersebut disebut sebagai Explore the Great Pyramid Mission (EGP).

Piramida Agung Giza sudah berdiri sejak abad ke-26 SM. Ini adalah makam Firaun Khufu, juga dikenal sebagai Cheops. Butuh waktu sekitar 27 tahun untuk membangun dan dibangun dari sekitar 2,3 juta blok batu – kombinasi batu kapur dan granit – dengan berat sekitar 6 juta ton. Selama lebih dari 3.800 tahun itu adalah struktur buatan manusia tertinggi di dunia. Kita sekarang hanya melihat struktur inti yang mendasari Piramida Besar. Cangkang batu kapur putih halus telah dihapus dari waktu ke waktu.

Piramida Besar dipelajari dengan baik, dan selama bertahun-tahun para arkeolog telah memetakan struktur internalnya. Piramida dan lantai di bawahnya berisi berbagai kamar dan lorong. Kamar Khufu (Cheops) terletak kira-kira di tengah piramida.

Gambar ini adalah diagram elevasi dari struktur internal Piramida Besar. Garis dalam dan luar menunjukkan profil piramida saat ini dan asli. 1. Pintu Masuk Asli 2. Terowongan Perampok (Pintu Masuk Turis) 3, 4. Koridor Turun 5. Ruang Bawah Tanah 6. Koridor Naik 7. Kamar Ratu dan “Airshafts”-nya 8. Koridor Horizontal 9. Galeri Besar 10. Kamar Raja & nya ” Poros Udara” 11. Gua & Poros Sumur. Kredit foto: Von Flanker, CC BY-SA 3.0

Belakangan ini, tim arkeologi telah menggunakan beberapa metode berteknologi tinggi untuk mempelajari bagian dalam piramida lebih teliti. Pada akhir 1960-an, fisikawan Amerika Luis Alvarez dan timnya menggunakan tomografi muon untuk memindai bagian dalam piramida. Pada tahun 1969, Alvarez melaporkan bahwa mereka memeriksa 19% piramida dan tidak menemukan kamar baru.

2016-17, PindaiPiramida Tim menggunakan teknik non-invasif untuk mempelajari Piramida Besar. Seperti Alvarez sebelum mereka, mereka menggunakan tomografi muon bersama dengan termografi inframerah dan alat lainnya. Penemuannya yang paling penting adalah “Kekosongan Besar‘, kekosongan luas di atas Galeri Agung. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Nature dan dianggap sebagai salah satu penemuan ilmiah paling signifikan tahun ini.

Muon adalah partikel elementer yang mirip dengan elektron, tetapi lebih masif. Mereka digunakan dalam tomografi karena mereka menembus jauh ke dalam struktur. Lebih dalam dari yang bisa didapatkan oleh sinar-X.

Muon sinar kosmik terbentuk ketika partikel berenergi tinggi yang dikenal sebagai sinar kosmik menabrak atmosfer bumi. Sinar kosmik adalah fragmen atom—proton berenergi tinggi dan inti atom—yang terus mengalir menuju Bumi dari matahari, di luar tata surya, dan di luar galaksi. Ketika partikel-partikel ini bertabrakan dengan atmosfer Bumi, tabrakan tersebut menciptakan hujan partikel sekunder. Beberapa dari partikel ini adalah muon.

Diagram ini menunjukkan apa yang terjadi ketika partikel utama kosmik bertabrakan dengan molekul atmosfer, menciptakan pancuran udara. Pancuran udara adalah riam partikel peluruhan sekunder, termasuk muon, dilambangkan dengan simbol ? ditandai. Sumber: Dari SyntaxError55 di Wikipedia bahasa Inggris, CC BY-SA 3.0

Muon tidak stabil dan meluruh hanya dalam beberapa mikrodetik atau sepersejuta detik. Tapi mereka bergerak mendekati kecepatan cahaya, dan pada kecepatan tinggi seperti itu mereka bisa menembus jauh sebelum meluruh. Ada sumber tak terbatas dari muon sinar kosmik yang terus-menerus membombardir Bumi. Tugas tomografi muon adalah mengukur muon secara efektif.

Tomografi muon digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti memeriksa peti kemas untuk barang selundupan. Inovasi teknologi terbaru dalam tomografi muon meningkatkan kinerjanya dan mengarah pada aplikasi baru. Misalnya, para ilmuwan di Italia akan menggunakan tomografi muon untuk mencitrakan interior Gunung Vesuvius dengan harapan dapat memahami kapan gunung itu akan meletus lagi.

Misi Jelajahi Piramida Besar (EGP) menggunakan tomografi muon untuk mengambil langkah berikutnya dalam pencitraan Piramida Besar. Seperti ScanPyramids sebelumnya, EGP akan menggunakan tomografi muon untuk mencitrakan interior struktur. Tapi EGP mengatakan sistem teleskop muon mereka akan 100 kali lebih kuat dari pencitraan muon sebelumnya. “Kami berencana untuk menggunakan sistem teleskop yang memiliki sensitivitas lebih dari 100 kali lipat dari peralatan yang baru-baru ini digunakan di Piramida Besar, akan memotret muon dari hampir semua sudut dan, untuk pertama kalinya, menghasilkan gambar tomografi yang benar-benar besar. “Struktur,” tulis mereka di koran yang menjelaskan misi tersebut.

EGP akan menggunakan sensor teleskopik yang sangat besar yang akan dipindahkan di berbagai lokasi di luar Piramida Besar. Detektor dipasang di kontainer pengiriman yang dikontrol suhu untuk kemudahan transportasi. Setiap unit akan memiliki panjang 12 m, lebar 2,4 m, dan tinggi 2,9 m (panjang 40 kaki, lebar 8 kaki, dan tinggi 9,5 kaki). Simulasi mereka menggunakan dua teleskop muon, dan masing-masing teleskop terdiri dari empat wadah.

Di sebelah kiri adalah ilustrasi wadah yang membentuk teleskop. Di sebelah kanan adalah ilustrasi bagaimana teleskop dipasang di lokasi. Kredit foto: Jelajahi misi Piramida Besar/Bross et al. 2022.

Ada lima poin kritis dalam misi EGP:

• Buat analisis terperinci dari seluruh struktur internal, yang tidak hanya membedakan antara batu dan udara, tetapi juga dapat mengukur perbedaan kepadatan.
• Jawab pertanyaan tentang teknik konstruksi dengan mampu melihat diskontinuitas struktural yang relatif kecil.
• Ukuran besar sistem teleskop tidak hanya menghasilkan peningkatan resolusi, tetapi juga memungkinkan perolehan data yang cepat, meminimalkan waktu pengamatan yang diperlukan di lokasi. Tim EGP mengharapkan periode pengamatan selama dua tahun.
• Teleskop ini sangat modular. Ini membuatnya sangat mudah untuk mengonfigurasi ulang dan menyebarkan ke situs yang berbeda untuk studi di masa mendatang.
• Dari sudut pandang teknis, sistem yang diusulkan menggunakan teknologi yang telah dikembangkan dan diuji secara ekstensif dan mewakili pendekatan berisiko rendah.

EGP masih membangun teleskop prototipe dan menentukan teknik pemrosesan data apa yang akan mereka gunakan. Sepanjang jalan, mereka melakukan simulasi dan pekerjaan lain untuk mempersiapkan misi. Masalah kritis adalah bagaimana mereka akan mengkorelasikan semua muon ini menjadi gambar tomografi.

Tetapi tim yakin dengan pekerjaan mereka sejauh ini dan senang dengan pendekatan baru mereka. EGP mengatakan upaya mereka akan menghasilkan gambar tomografi yang sebenarnya dari Piramida Besar, bukan gambar 2D, untuk pertama kalinya.

“Misi Exploring the Great Pyramid mengambil pendekatan berbeda untuk mencitrakan struktur besar dengan muon sinar kosmik. Menggunakan teleskop muon yang sangat besar yang ditempatkan di luar struktur, dalam kasus kami Piramida Besar Cheops di Dataran Tinggi Giza, dapat menghasilkan gambar dengan resolusi yang jauh lebih tinggi karena banyaknya muon yang terdeteksi. Selain itu, dengan menggerakkan teleskop di sekitar dasar piramida, rekonstruksi citra tomografi yang sebenarnya dapat dilakukan untuk pertama kalinya.”

Sebagian besar pekerjaan EGP sampai saat ini terdiri dari simulasi data. Tapi mereka tidak akan memulai dari awal ketika membangun teleskop. “Teknologi detektor yang digunakan dalam teleskop sudah mapan dan pembuatan prototipe komponen tertentu telah dimulai,” tulis mereka.

Ketika ScanPyramids menemukan Big Void pada tahun 2017, itu adalah berita besar. Itu juga menyebabkan beberapa kontroversi. Ahli Mesir Kuno Zahi Hawass telah memfitnah hasilnya. Dia mengatakan kepada New York Times, “Mereka tidak menemukan apa pun … Makalah ini tidak menawarkan apa pun untuk Egyptology. Nol.”

Tetapi sebagian besar ahli Mesir Kuno lainnya menyambut baik penemuan dan karakter ilmiahnya. Fisikawan juga mendukung penemuan ini. Fisikawan partikel Lee Thompson memberi tahu Sains bahwa: “Para ilmuwan “melihat” kehampaan dengan tiga detektor muon yang berbeda dalam tiga eksperimen independen, yang membuat temuan mereka sangat kuat.”

Pasti ada drama ketika para ilmuwan menggunakan fisika energi tinggi modern untuk mempelajari salah satu harta arkeologi tertua umat manusia. Beberapa ahli Mesir Kuno tampak posesif dan mungkin memandang fisikawan sebagai penyerbu di bidangnya. Mereka mungkin tidak suka ketika fisikawan menggunakan partikel misterius dari luar angkasa untuk membuka tabir masa lalu kuno kita.

Sepertinya mereka harus terbiasa.

Awalnya) dirilis pada alam semesta hari ini.

Referensi: Tomographic Muon Imaging of the Great Pyramid of Giza oleh Alan D. Bross, EC Dukes, Ralf Ehrlich, Eric Fernandez, Sophie Dukes, Mohamed Gobashy, Ishbel Jamieson, Patrick J. La Riviere, Mira Liu, Gregory Marouard, Nadine Moeller, Anna Pla-Dalmau, Paul Rubinov, Omar Shohoud, Phillip Vargas, dan Tabitha Welch, 16 Februari 2022, Fisika > Instrumentasi dan Detektor.
arXiv:2202.08184