Piramide van Cheops, 2005. Credits; Nina Aldin Thune via Wikimedia Commons
De Grote Piramide van Cheops, te Gizeh in Egypte, gebouwd in de 26ste eeuw v. Chr., was bijna 4000 jaar lang het grootste bouwwerk op aarde. Archeologen weten inmiddels veel over dit iconisch bouwwerk maar nieuw high-tech onderzoek waarbij met behulp van kosmische stralen de interne structuur tot in minutieus detail bestudeerd zal worden moet het binnenste van de piramide beter dan ooit in kaart gaan brengen. De aanstaande Explore the Great Piramid (EGP)-missie beoogt iedere verborgen kamer op te sporen met een geavanceerd zogenoemd ‘muontelescoopsysteem’, voor de productie van een nauwkeurig tomografisch beeld. De techniek zelf is niet nieuw maar het systeem is veel krachtiger dan eerder gebruikte muonbeeldvormingssystemen.
Het grote internationale EGP-team, dat een artikel in arXiv getiteld ‘Tomographic Muon Imaging of the Great Piramid of Giza’ geplaatst heeft, staat onder leiding van Alan D. Bross. Men stelt: “We zijn van plan om een telescoopsysteem op te zetten dat meer dan 100 keer zo gevoelig is als de apparatuur die in 2017 in deze piramide is gebruikt voor onderzoek, en zal de eerste echte tomografische – in plaats van 2D – afbeelding van de Grote Piramide opleveren. ” In 2017 gebruikte het ScanPyramids-project muontomografie en infraroodthermografie om het binnenste van deze piramide te onderzoeken, waarbij de ‘Grote Leegte (Eng.Big Void)’ – 30 m l x 10 m h – boven de Grote Gallerij werd ontdekt. Het EGP-team, dat momenteel werkt aan de bouw van het systeem stelt: “De EGP-missie heeft een andere benadering voor het afbeelden van grote structuren met kosmische muonen. Het gebruik van zeer grote muontelescopen die buiten de structuur zijn geplaatst, in ons geval de Grote Piramide van Khufu op het plateau van Gizeh, kan veel hoge resolutie beelden produceren vanwege het grote aantal gedetecteerde muonen.”
Piramide van Khufu in Gizeh
De Grote Piramide van Cheops (Khufu) in Gizeh, staat er sinds de 26e eeuw voor Christus. Het is het graf van farao Khufu ook bekend als ‘Cheops’. De bouw nam zo een 27 jaar in beslag, en er werden 2,3 miljoen steenblokken in verwerkt. – een combinatie van kalksteen en graniet – met een gewicht van ongeveer 6 miljoen ton. Een kleine vier eeuwen lang was het het hoogste door mensen gemaakte bouwwerk ter wereld. Van ‘de zeven wereldwonderen ‘ is alleen de Grote Piramide nog relatief intact. De EGP-missie wil dieper dan ooit in de interne structuur van de piramide gaan scannen. Van de piramide zelf, zien we alleen de onderliggende kernstructuur, d.w.z. het gladde, witte kalkstenen omhulsel werd in de loop van de tijd verwijderd. De binnenstructuur van de Grote Piramide is in de loop der jaren door archeologen zo goed mogelijk in kaart gebracht. De piramide en de grond eronder bevatten verschillende kamers en doorgangen. De grafkamer van Khufu (Cheops) bevindt zich ongeveer in het midden van de piramide. 
Hoogtediagram van de binnenstructuren van de Grote Piramide. De binnen- en buitenlijnen geven de huidige en originele profielen van de piramide aan. 1. Oorspronkelijke ingang 2. Roverstunnel (toeristeningang) 3, 4. Aflopende doorgang 5. Ondergrondse kamer 6. Oplopende doorgang 7. Koninginnekamer 8. Horizontale doorgang 9. Grote galerij 10. Koningskamer & luchtschachten, 11. Grotto & Well Shaft. Foto credits; Flanker, CC BY-SA 3.0.
Reeds in 1969 gebruikte de Amerikaanse natuurkundige Luis Alvarez en zijn team muontomografie om het interieur van de piramide te scannen. In 1969 meldde Alvarez dat ze 19% van de piramide hadden onderzocht en geen nieuwe kamers hadden gevonden. In 2016-17 gebruikte het ScanPyramids-team niet-invasieve technieken om de Grote Piramide te bestuderen. Net als Alvarez vóór hen, gebruikten ze muontomografie, gecombineerd met infraroodthermografie, en ontdekte ze zo de ‘Grote Leegte’ (Eng. ‘Big Void’. De ontdekking werd gepubliceerd in Nature en wordt beschouwd als een van de belangrijkste wetenschappelijke ontdekkingen van dat jaar. Muonen zijn elementaire deeltjes die lijken op elektronen, maar zwaarder zijn. Ze worden gebruikt in tomografie omdat ze diep in structuren doordringen, dieper dan röntgenstralen. Muonen van kosmische straling worden gecreëerd wanneer hoogenergetische deeltjes, bekend als kosmische stralen, in de atmosfeer van de aarde botsen. Kosmische stralen zijn fragmenten van atomen – hoogenergetische protonen en atoomkernen – die constant de aarde binnenstromen vanaf de zon, het zonnestelsel en de Melkweg. Wanneer deze deeltjes botsen met de atmosfeer van de aarde, veroorzaakt de botsing een regen van secundaire deeltjes, sommige van deze deeltjes zijn muonen.
SyntaxError55, Wikimedia CC BY-SA 3.0
De EGP-missie heeft o.a. als aandachtspunten; een gedetailleerde analyse van de gehele interne structuur die niet alleen onderscheid maakt tussen steen en lucht, maar ook variaties in dichtheid kan meten, het nauwkeurig onderzoek van constructietechnieken, het inzetten op zo min mogelijk benodigde kijktijd op locatie (nu gesteld op 2 jaar, daar het systeem zo groot is). Het EGP is nog volop bezig met de bouw van prototypes, dataverwerkingstechnieken en simulaties. Een cruciaal onderdeel is hoe ze al die muonen zullen samenvoegen tot een tomografisch beeld. Maar het team heeft vertrouwen in hun aanpak en stelt dat hun inspanningen voor het eerst een echt tomografisch beeld van de Grote Piramide zullen creëren, in plaats van een 2D-beeld. Toen ScanPyramids de ‘Grote Leegte’ ontdekte in 2017, was dat groot nieuws, maar er was ook kritiek vanuit de hoek van enkele Egyptologen. De Egyptoloog Zahi Hawass stelde destijds dat het allemaal weinig om het lijf had, Hawass aan de NYT; “Ze hebben niets gevonden … Dit artikel biedt niets aan de Egyptologie. Nul.” Deeltjesfysicus Lee Thompson reageerde op de controverse, en vertelde Science in 2018 dat: “De wetenschappers de leegte hebben “gezien” met behulp van drie verschillende muondetectoren in drie onafhankelijke experimenten, wat hun bevinding zeer robuust maakt.” Dus het ziet ernaar uit dat Egyptologen, archeologen en natuurkundigen de krachten moeten gaan bundelen om de laatst overgeblevene mysteriën rondom dit majesteuze bouwwerk bloot te leggen. Bronnen; Universe Today, ArXiv, Archeologieonline, Tweaktown, Science
