Usando rayos cósmicos para explorar el interior de las pirámides egipcias

¿Alguna vez te han hecho una radiografía? Si es así, tu cuerpo fue bombardeado por una dosis segura de Rayos X, para poder ver los huesos en su interior. El proceso general de utilizar ondas electromagnéticas para analizar el interior de distintas estructuras se llama tomografía, y es utilizado en diversas áreas incluyendo medicina, biología, arqueología, incluso seguridad: las maletas pasan por un tomógrafo en el aeropuerto para ver su contenido.

Un tipo de tomografía especial ha sido utilizado, desde los años 60s, para analizar el interior de unas de las estructuras hechas por el hombre más fascinantes que existen en nuestro planeta: las pirámides egipcias. En noviembre de 2016, un nuevo proyecto utilizará una técnica llamada tomografía muónica para determinar cómo fue construída la estructura interna de las pirámides de Giza y Dahshur, e incluso descubrir si hay cámaras secretas en su interior.

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Las pirámides de Giza, en Egipto. Imagen vía Encyclopaedia Britannica.

Este caso no es tan simple como tomar una radiografía de las pirámides, ya que necesitamos una fuente que emita un tipo de radiación altamente energética, capaz de atravesar por completo las gruesas paredes y todo el volúmen de las pirámides.

Por suerte, el Universo nos provee de radiación lo suficientemente energética para lograr este objetivo: los rayos cósmicos.

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¿Qué es un rayo cósmico?

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El choque de un rayo cósmico primario con los átomos de la atmósfera genera una lluvia de rayos cósmicos secundarios. Imagen vía Universe Today.

Los rayos cósmicos, contrario a lo que su nombre señala, no son rayos, pero recibieron esa denominación debido a las primeras especulaciones sobre sus características y origen. Los rayos cósmicos son en realidad partículas subatómicas, muy energéticas, que pueden llegar a nuestro planeta desde distintas fuentes en el Universo. Algunos, llamados Partículas Solares Energéticas (SEP por sus siglas en inglés), provienen del Sol y corresponden en su mayoría a fotones. Otros, llamados Rayos Cósmicos Galácticos (GCR en inglés), se cree que provienen de las supernovas y de otros eventos astrofísicos energéticos tanto dentro como fuera de nuestra galaxia, y son a lo que se refieren normalmente cuando se habla solo de “rayos cósmicos”.

Estas partículas, el resultado de distintos procesos astrofísicos, se conocen como rayos cósmicos primarios y son las que generan los “rayos cósmicos” que detectamos y medimos. Un rayo cósmico primario, al impactar con los átomos y moléculas de la atmósfera de nuestro planeta, genera lo que se suele llamar una “lluvia” de partículas, más livianas, pero de todos modos muy energéticas. Esta lluvia de partículas suele estar formada por una mezcla de muones, protones, neutrones, entre otras.

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La interacción de una partícula energética, o rayo cósmico primario, con los átomos de la atmósfera genera una lluvia de otras partículas o rayos cósmicos secundarios, que son los que finalmente detectamos. Imagen: “Atmospheric Collision” by User:SyntaxError55. Licencia CC BY-SA 3.0 vía Commons.

A las nuevas partículas generadas se les da el nombre de rayos cósmicos secundarios, y son las que finalmente detectamos aquí en la Tierra. Existen detectores para cada tipo distinto de rayo cósmico secundario.

¿Cómo se usan los rayos cósmicos para ver el interior de las pirámides?

Son los muones generados en la lluvia de partículas o rayos cósmicos secundarios los que se utilizan en este tipo de tomografía. Los muones tienen la capacidad de penetrar en profundidad las rocas y los grandes cuerpos de agua. Al viajar por medios densos, los muones eventualmente serán frenados, pero los que viajen por zonas vacías seguirán avanzando sin disminuir su velocidad. En promedio, el flujo de muones proveniente de rayos cósmicos es tal, que un muón cruza un área de la superficie de la Tierra del tamaño de la palma de tu mano cada segundo.

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Diagrama de la pirámide de Kefrén realizado por Álvarez en 1965. Los detectores de muones se ubicaron en la zona B, una cámara inferior de la pirámide. Imagen: L. Álvarez.

En el año 1965, Luis Álvarez, físico y Premio Nobel por sus trabajos en física de partículas, realizó diversos experimentos donde utilizó muones para analizar el interior de la pirámide de Kefrén, en Giza. Álvarez quería descubrir si habían cámaras secretas al interior de la pirámide. Su razonamiento era el siguiente: si la pirámide era completamente densa, bloquearía a los muones entrantes de manera uniforme; si había algún vacío al interior de la pirámide, esta zona dejaría pasar más muones, ya que estos tendrían que atravesar menos material.

En sus experimentos, y en conjunto con un equipo de físicos y arqueólogos, Álvarez ubicó un tipo especial de detector de partículas (conocido como “cámara de chispas“) en la parte baja de la pirámide, dentro de una cámara conocida. Al analizar los datos, estos indicaban que la pirámide era principalmente sólida. En principio este resultado puede parecer un poco decepcionante, pero fue de gran importancia para los arqueólogos que se dedicaban a estudiar dicha pirámide.

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Los detectores de muones utilizados por Álvarez en su experimento, ya instalados en una de las cámaras inferiores de la pirámide. Imagen: L. Álvarez.

Si bien no se descubrieron habitaciones ni cámaras secretas, el experimento de Álvarez cimentó el camino para el uso de esta técnica, hoy conocida como tomografía muónica, en distintas aplicaciones.

Los nuevos proyectos

En la actualidad, la tomografía muónica se utiliza para detectar el tráfico ilegal de sustancias nucleares, y también para monitorear volcanes activos. En el año 2008, un grupo de científicos de la Universidad de Austin, Texas, instaló un detector de muones para analizar la pirámide Maya La Milpa, en Belize, buscando túneles y cámaras fúnebres que pudiesen estar escondidas en su interior.  Este detector se encuentra funcionando en la actualidad, y los científicos están analizando los resultados obtenidos.

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Instalando el detector de muones cerca de la pirámide La Milpa, en Belize. Imagen vía Physics World.

Pero el experimento con tomografía muónica más importante a desarrollarse en los próximos años se trata de ScanPyramids, un proyecto que reúne a investigadores de distintas instituciones de Egipto, Canadá, Francia, y Japón, y que cuenta con el respaldo del Ministerio de Reliquias de Egipto. Comenzando en noviembre de 2016, ScanPyramids busca complementar diversos análisis que se han hecho sobre las pirámides de Giza.

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ScanPyramids usará tomografía muónica, a través de un detector de última generación instalado en una de las cámaras centrales de la pirámide. Esto permitirá estudiar la densidad de su estructura interna de manera no invasiva. Además, el proyecto contempla el uso de cámaras infrarojas y escáners 3D utilizando lásers y drones. No solo se busca encontrar cámaras y pasadizos aún no descubiertos, sino también analizar la estructura interna de la roca de las pirámides para probar nuevas hipótesis que plantean que éstas pueden haber sido construídas desde adentro, siguiendo patrones en espiral.

¿Lo mejor? El emocionante trailer, casi cinematográfico, del proyecto:

Si bien ScanPyramids comienza a funcionar en casi un año más, pasará mucho tiempo de análisis y estudio antes de que los misterios de las pirámides sean revelados. Este proyecto resulta fascinante ya que combina dos grandes misterios de la humanidad: uno aquí en la Tierra, las pirámides, y el otro, proveniente desde los confines del Universo, los rayos cósmicos. Un muy interesante ejemplo de cómo conocer el Universo no solo nos puede ayudar a responder las preguntas sobre éste, sino también a encontrar respuestas a problemas más terrenales y cercanos para nosotros.

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