giovedì, Maggio 9

Nuove scansioni muoniche per la grande piramide di Giza

Scienziati del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) stanno mettendo a punto un nuovo esperimento, per scansionare l’interno della grande piramide di Cheope con un dettaglio senza precedenti.

Conquistatori greci, romani, berberi, ottomani, francesi, inglesi e chi più ne ha più ne metta, sono sempre stati affascinati dall’antico Egitto. Questa misteriosa terra, che ci ha lasciato imponenti vestigia del suo passato, è depositaria di meraviglie celate, che gli esploratori cercano di riportare alla luce da millenni per scopi più o meno nobili.

Di tutte le meraviglie dell’Egitto, le piramidi sono le più iconiche in assoluto. Ve ne sono ben 118, ad oggi identificate dall’alto al basso regno, che hanno svolto il loro compito di edificio funerario. Di queste, tre sono le più famose in assoluto: Cheope, Chefren e Menkaure e sono situate nella piana di Giza non lontano dal Cairo.

La tre piramidi di Giza

Il faraone Cheope, nel 2550 a.c., decise di costruire la grande piramide, che venne realizzata da lavoratori salariati (e non da schiavi come molti credono) in 27 anni di lavoro usando ben 2,3 milioni di blocchi di granito. Oggi, purtroppo, vediamo solo la struttura centrale sottostante della Grande Piramide, poiché l’involucro liscio di calcare bianco è stato rimosso nel tempo.

Con 147 metri di altezza per 230 metri per lato, è stata per millenni l’edificio più grande al mondo, ed identificata come l’ultima delle sette meraviglie del mondo antico.

Il suo interno è un dedalo di corridoio, antri, cunicoli e sale contenenti tutto l’occorrente per il viaggio nell’aldilà del faraone, dove sarebbe in fine giunto ad unirsi al panteon degli dei quali Osiride, Iside, Horus e tutti gli altri dei di cui molto abbiamo letto nei libri di scuola.

Questa figura è un diagramma di elevazione delle strutture interne della Grande Piramide. Le linee interne ed esterne indicano i profili presenti e originali della piramide. 1. Ingresso originale 2. Tunnel dei ladri (ingresso turistico) 3, 4. Passaggio discendente 5. Camera sotterranea 6. Passaggio in salita 7. Camera della regina e suoi “pozzi d’aria” 8. Passaggio orizzontale 9. Grand Gallery 10. Camera del re e i suoi “pozzi d’aria” 11. Grotta e pozzo. Credito immagine: di Flanker, CC BY-SA 3.0

Le altre due piramidi del complesso di Giza furono costruite da Chefren, figlio di Cheope, che costruì la seconda piramide a Giza intorno al 2520 a.C., mentre la terza piramide fu costruita dal faraone Menkaure nel 2490 a.C. Insieme le tre piramidi creano un’unità che è in parti uguali affascinante e misteriosa.

Le moderne scansioni.

Sebbene in larga parte siano state esplorate (ma anche depredate), le piramidi restano ancora tutto sommato ben conservate con ambienti interni ancora intonsi. Proprio per questo, negli anni si sono pensati vari metodi di studio dell’interno in maniera non invasiva.

In tempi recenti, i team archeologici hanno utilizzato alcuni metodi adhi-techper sondare l’interno delle piramidi in modo rigoroso. Già nel 1969, il fisico americano Luis Alvarez e il suo team hanno utilizzato la tomografia a muoni per scansionare l’interno della grande piramide. Per quanto innovativa, la pionieristica tecnica utilizzata da Alvarez non funzionò e si ottennero solo risultati nulli.

L’epoca di Alvarez, era troppo prematura per poter pensare di ottenere risultati concreti con gli strumenti a disposizione, ma a lui ed al suo team va riconosciuto il merito di aver aperto la strada a questo genere di ricerca accumunante astrofisica ed archeologia, ed infatti, nel 2017, con il progetto ScanPyramids un gruppo di ricerca internazionale, usando la scansione muonica unita a tecniche infrarosse, ha scoperto il così detto “Grande Vuotouna cavità di quasi 30 metri di diametro all’interno della grande piramide di Cheope.

Raggi cosmici e Muoni

Cento e passa anni fa pochi avrebbero pensato che la fisica delle particelle avrebbe contribuito a scoperte nel campo dell’egittologi. Eppure, da quando disponiamo di radiografie e macchine per TAC si è analizzato con cura mummie, sarcofagi ed oggetti vari per carpirne i segreti interni senza violarli. Le piramidi sono semplicemente troppo grosse per poterle mettere all’interno delle TAC; si è quindi deciso di usare l’intera atmosfera come se fosse un macchinario attuo a produrre particelle cariche e di sviluppare rilevatori enormi per raccoglierle dopo che fossero passate attraverso le piramidi.

Le particelle di cui parliamo sono i Muoni, particelle elementari simili agli elettroni ma più massicce. Sono usati in tomografia perché penetrano in profondità nelle strutture. Più profondamente di quanto possano fare i raggi X. I Muoni vengono creati quando particelle ad alta energia note come raggi cosmici colpiscono l’atmosfera terrestre. I raggi cosmici sono frammenti di atomi – protoni ad alta energia e nuclei atomici – che fluiscono costantemente sulla Terra dal Sole, al di fuori del Sistema Solare e all’esterno della galassia. Quando queste particelle entrano in collisione con l’atmosfera terrestre, la collisione produce piogge di particelle secondarie. Alcune di queste particelle sono Muoni.

I Muoni sono delle particelle instabili e “muoiono” in pochi microsecondi, ma viaggiando a quasi la velocità della luce, riescono a raggiungere grandi profondità negli oggetti che colpiscono prima di decadere. Analizzando la traiettoria del Muone, prima della sua dipartita, è possibile stabilire con che tipo di struttura sia entrato a contatto e ricavarne così un’immagine computerizzata dell’interno di un oggetto.

I Muoni sono le sonde ideali per analizzare strutture su grandi scale dato che, in ogni istante, nell’atmosfera del nostro pianeta, vengono generati triliardi di triliardi di Muoni che vanno a colpire tutta la superficie.

Essendo così abbondanti e disponibili su spazzi molto molto ampi, possono essere utilizzati per analizzare oggetti davvero enormi come una piramide, ma anche di più: da noi in Italia sono stati utilizzati per mappare il Vesuvio e tenere d’occhio il vulcano più pericoloso al mondo.

Explore the Great Pyramid (EGP)

L’EGP è la missione ideata dai fisici del Fermilab, istituto di ricerca sulla fisica delle particelle elementari di Batavia ad ovest di Chicago, per continuare l’esplorazione dall’esterno dei misteri interni della grande piramide di Cheope.

Come ScanPyramids prima di loro, EGP utilizzerà la tomografia a muoni per visualizzare l’interno della struttura. Ma EGP disporrà di un sistema di telescopi per muoni addirittura 100 volte più potente di quelli precedentemente utilizzati.

Questi rilevatoti telescopici, molto grandi e molto sensibili, saranno assemblati in 4 container (uno per ognuno dei quattro lati della piramide) e tenuti a temperatura controllata. Ogni unità sarà lunga 12 m, larga 2,4 m e alta 2,9 m, e una volta che saranno posizionati, cattureranno i Muoni che hanno appena attraversato la piramide, creando così un’immagine a muonica da tutte le angolazioni oltre che alla prima vera immagine tomografica 3D di una struttura così grande.

Sulla sinistra è un’illustrazione dei contenitori che compongono il telescopio. Sulla destra c’è un’illustrazione di come verrà installato il telescopio in loco. Credito immagine: Explore the Great Pyramits/Bross et al. 2022.

I piani di Explore the Great Pyramid sono ambiziosi, nel documento descrittivo della missione, gli autori delineano: l’analisi dettagliata dell’intera struttura interna con distinzione esatta tra pietra e aria e variazioni di densità oltre che a svelare tecniche di costruzione, come i principali ambiti l’interesse a cui si vuole arrivare ad una risposta.

Reazioni Contrastanti

C’è però da sottolineare che non tutte le voci che si sono levate dal progetto ScanPyramids dal 2017 ad oggi siano state entusiaste della scansione a muoni: “Non hanno trovato nulla… Questo documento non offre nulla all’egittologia. Zero.”  Sono state le parole rilasciate al New York Time dall’egittologo Zahi Hawass riferendo al Grande Vuoto.

Ma la maggior parte degli egittologi e dei fisici abbracciano i risultati delle scoperte fatte in questi ultimi anni, usando i progressi della fisica delle particelle e puntando molto sui risultati di EGP per andare ancora più a fondo nei misteri degli antichi faraoni.

Fonte:

https://astronomy.com/news/2022/04/cosmic-ray-scans-used-to-explore-secrets-of-great-pyramid-of-giza

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