‘우주선 뮤온' 이용 4500년만에 피라미드 ‘비밀의 방' 찾았다

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피라미드에 숨겨져 있던 빈공간이 4천년 만에 우주선 입자인 뮤온에 의해 세상에 드러났다.

프랑스·일본·이집트 등 국제공동연구팀은 3일(현지시각) “우주에서 날아오는 입자인 뮤온 검출기를 이용해 이집트 쿠푸왕 피라미드 내부 구조를 스캔한 결과 기존에 알려진 3개의 방 외에 제4의 방이 존재한다는 사실을 발견했다”고 과학저널 <네이처>에 보고했다.

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쿠푸왕 피라미드는 기원 전 2509~2483년 이집트를 지배한 파라오 쿠푸(케옵스) 시절 기자고원에 세워진, 지구상에서 가장 오래되고 가장 큰 피라미드이지만 어떻게 건설됐는지는 의견이 분분하다.

쿠푸왕 피라미드는 높이가 139m, 너비가 230m이다. 헤로도투스가 쿠푸왕 피라미드 건설에 대해 기록을 남겼지만 2000년이 지난 기원 전 440년의 일이다. 2013년 쿠푸왕 시절에 쓰인 문서가 발견됐지만 여기에는 돌을 운반하는 방법 등 실행계획만 쓰여 있지 건설 자체에 대한 기록은 없다.

과학자들은 1990~2010년 로봇으로 피라미드를 탐사해 3개의 방을 발견했다. 각각 위치한 높이가 다른 지하방, 왕비의 방, 왕의 방은 몇개의 복도로 연결돼 있는데, 가장 유명한 것이 대회랑(그랜드 갤러리)이다. 이 대회랑은 높이가 8.6m, 가로 길이 46.7m, 세로 길이 2.1~1.0m에 이른다. 왕과 왕비의 방에는 두 개의 통풍 수직굴이 설치돼 있다.

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1986년 한 연구팀이 마이크로그래비메트리(극미중력인력으로 미약한 우주궤도의 상태를 측정하는 기술)를 이용해 피라미드 구조를 탐사한 결과 ‘숨겨진 방’이 있을 것으로 추정했다. 탐사팀은 왕비의 방에 구멍을 세개를 뚫어 숨겨진 방을 찾으려 했지만 실패했다. 1988년에는 ‘지표 투과 레이더’조사를 통해 미지의 방이 왕비의 방과 나란히 놓여 있다고 제안했지만 확인되지 않았다.

이번에 연구팀은 뮤온을 이용해 피라미드 내부 이미지를 만들었다. 뮤온은 우주선의 부산물로 돌에는 아주 일부만이 흡수된다. 우주선 뮤온 방사 촬영으로 피라미드 내부의 알려진 빈공간(공동)과 잘 안 알려진 빈공간 모두를 비침습적 방법으로 이미지화할 수 있다.

뮤온입자는 상층대기의 원자들과 우주선이 만날 때 발생한다. 뮤온들은 거의 빛의 속도로 지구에 도달하며 분당 ㎡당 1만개가 끊임없이 생성됐다 사라진다. 인체를 투과해 뼈 사진을 남기는 엑스레이와 비슷하게 이 입자들은 붕괴되거나 흡수되기 전에 수백m의 암석을 통과해 가는 동안 거의 일직선(준선형)의 궤적을 유지한다.

검출기 표면을 관통하는 각 뮤온의 위치와 방향을 기록함으로써 뮤온 검출기는 돌과 공동을 구분할 수 있다. 뮤온들은 공동을 지날 때는 상호작용이 없는 반면 돌을 통과할 때는 흡수되거나 굴절될 수 있다.

연구팀은 “이번에 발견한 큰 빈 공간은 대회랑 위에 최소 30m에 이른다. 대회랑은 19세기에 대피라미드가 발굴된 이래 내부 구조에서 처음 발견된 것”이라고 밝혔다.

연구팀이 ‘스캔피라미드 대공동’이라고 이름붙인 이 빈공간은 일본 나고야대학의 퀸스챔버에 장착된 원자핵건판에서 처음 발견됐다. 연구팀은 또한 이 빈공간을 신틸레이터 호도스코프(방사선이 충돌해 발광하는 이온화 입자의 진로관측기)로 확인하고, 피라미드 외부에서 가스검출기로 재확인했다.

연구팀은 “이런 결과들은 쿠푸왕 피라미드를 이해하는 데 돌파구를 제공할 것이다. 이 빈공간이 어떤 용도였는지 알 수 없지만 이번 발견은 현대의 입자물리학이 세계 고고물리학적 유산을 연구하는 데 새로운 길을 열 수 있음을 보여준다”고 말했다.

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