이웃집과학자

얼마 전 이집트 기자(Giza)에 있는 피라미드 안에서 알려지지 않은 새로운 공간이 발견됐습니다. 이 피라미드는 기원 전 2,566년에 지은 파라오 Khufu의 무덤인데요. 이집트에서 가장 큰 피라미드로 알려져 있습니다. 그 안에는 여왕의 방과 왕의 방, 그리고 이 두 방을 연결해 주는 Grand gallery 총 3개의 공간이 있다고 파악돼 왔습니다.

<National Geographic>의 2017년 11월 'Mysterious Void Discovered in Egypt's Great Pyramid' 보도를 참고하면 Grand gallery의 위에 적어도 100피트, 미터로 환산하면 약 30.48m의 길이를 가진 숨겨진 공간이 있다고 합니다. 위 그림의 'Big Void'로 표기된 지점인데요. 이 공간의 크기는 길이 153피트(46.43m), 높이 26피트(약 7.92m)로, 이는 파라오 쿠푸의 묘실과 연결된 복도의 크기와 비슷하다고 합니다.

이 공간은 1800년대 이래로 4,500년이나 된 피라미드에서 발견한 최초의 거대한 내부 구조라고 합니다. 고고학자이자 <National Geographic> 소속 탐험가인 이집트 학자 Yukinori Kawae는 "피라미드는 수 많은 가설을 안고 있지만, 그런 커다란 공간이 피라미드 안의 Grand gallery 위에 있을 줄은 몰랐다"며 "세기의 발견"이라고 말했습니다.

연구진은 이런 피라미드 내부의 공간을 어떻게 발견했을까요? 바로 ‘뮤온(Muon)'입자 덕분입니다. 우리는 먼저 뮤온 입자의 개념을 파악할 필요가 있습니다. 오인석의 책 <아인슈타인 상대성 이론 비판>에서 뮤온의 개념이 나옵니다 지구의 대기 상에는 원자핵과 우주선 입자(양성자) 충돌로 불안정한 입자를 만드는데요. 이 불안정한 입자가 바로 뮤온입니다.

뮤온 입자는 전자보다 207배나 질량이 무겁습니다. 뮤온 입자의 무거운 질량은 피라미드의 내부를 연구하는데 상당한 역할을 했다고 합니다. <Nature> 보도를 참고하면 전자는 단 몇 센티미터 두께의 돌만 통과할 수 있습니다. 하지만 음으로 하전된 뮤온 입자는 매우 무거워서 흡수되기 전에 수백 미터의 돌을 통과할 수 있다고 합니다. 그래서 물리학자들은 뮤온을 사용해 화산과 원자력 발전소 등의 두꺼운 구조물을 들여다볼 수 있다고 합니다.

뮤온은 육안으로 볼 수 없습니다. 하지만 과학자들은 3차원의 경로를 따라가는 특수 필름과 검출기를 통해 뮤온을 볼 수 있습니다. <National Geographic> 자료를 보면 뮤온은 고체 물질보다 빈 공간을 더 잘 통과하기 때문에, 뮤온 검출기를 구조 안이나 주위에 배치하면 과학자가 구조의 속이 꽉 찬, 또는 빈 공간을 도표화 할 수 있다고 합니다.

연구진은 이 피라미드에 빈 공간이 있다는 것을 증명하기 위해 3개의 실험에서 3개의 다른 종류의 뮤온 검출기를 사용해 실험을 했다고 하는데요. 그 결과, 연구진은 피라미드 안에 새로운 빈 공간이 있다고 결론을 내릴 수 있었다고 합니다.

그러나 빈 공간의 상세한 구조는 분명하지 않습니다. 그리고 이 빈 공간이 어떻게 이용이 됐는지도 여전히 수수께끼입니다. 프랑스 파리에 있는 비영리 문화유산 연구 조직 Heritage Innovation Preservation Institute의 회장 Mehdi Tayoubi는 이 공간이 ‘파라오의 영혼을 위한 통로’로서 상징적인 의미로 만들었을 것이라고 추측하고 있습니다.

피라미드의 새로운 빈 공간의 발견은 고고학이나, 입자 물리학계에는 큰 주목을 받고 있습니다. 이탈리아 University of Naples FedericoⅡ의 입자 물리학자 Guido Saracino는 이 연구와 입자 물리학이 고고학 조사를 포함한 중요하고 실용적인 응용 분야를 가질 수 있음을 확인시켰다고 말합니다. 동시에 고고학계에는 언젠간 고대 사람들이 피라미드를 만든 방법을 찾는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.