Vi har undrat i 4 500 år varför den stora pyramiden i Giza står emot jordbävningar. Fysiken har äntligen svaret

Under sin mer än 4 500 år av historia har den stora pyramiden i Giza, farao Khufus grav, bevittnat uppkomsten och fallen av imperier, erosionen av öknen och även jordbävningarna i ett område med mycket intensiv seismisk aktivitet. Detta är avgörande, för medan fyren i Alexandria eller Kolossen på Rhodos dukade under för jordens skakningar, har den 138 meter höga massan förblivit orörlig. Hemligheterna bakom deras livslängd har varit samtalsämne i decennier bland egyptologer, ingenjörer och arkitekter som försökt förstå varför de fortfarande stod kvar.

Och det är logiskt, eftersom varje fysiskt föremål har en "naturlig frekvens" av vibrationer, och detta är avgörande eftersom när de seismiska vågorna från en jordbävning sammanfaller med ett föremåls frekvens, produceras en mycket viktig förstärkningseffekt. Det är en effekt som vi kan se till exempel på en gunga, eftersom vi trycker på den i det exakta ögonblicket så att den går högre och högre. Och det är här den stora pyramidens "superkraft" ligger.

I Xataka Om frågan är hur de egyptiska pyramiderna tillverkades har vetenskapen en idé: hydrauliska system. Vad består den av? Enligt en studie publicerad i Scientific Reports dansar pyramiden och marken den ligger på till helt andra rytmer.

Det betyder att pyramiden har en naturlig vibrationsfrekvens som ligger runt 2,3 Hz. För sin del vibrerar den omgivande terrängen på Gizaplatån med en drastiskt lägre frekvens, nära 0,6 Hz. Detta matematiska gap är en verklig strukturell livräddare, eftersom det inte finns någon sammanträffande mellan frekvensen av stenmassan och markens frekvens under en seismisk händelse, är resonans praktiskt taget omöjlig.

Vågor från jordbävningen passerar genom området, men pyramiden förstärker inte vibrationerna, vilket skingrar risken för en katastrofal kollaps. Det är, i moderna termer, perfekt passivt seismiskt isoleringsbeteende.

Extrem geometri. Denna frekvensavkoppling är en del av ekvationen, eftersom fokus också läggs på den oklanderliga arkitektoniska och geometriska utformningen av konstruktionen, vilket ger ett enhetligt strukturellt svar på alla mekaniska påfrestningar. Allt detta är tack vare uppfinningsrikedomen hos egyptiska ingenjörer som skapade en konstgjord monolit som trotsar förstörelsens lagar genom flera egenskaper, som att kraftigt sänka tyngdpunkten.

Och, till skillnad från moderna strukturer som är smala, i pyramider är den stora majoriteten av stenarna koncentrerade i sin nedre tredjedel. Detta gör att byggnaden är praktiskt taget omöjlig att välta, oavsett våldet i den tvärgående skakningen.

Fler skäl. Den fyrkantiga pyramidformen är inte bara ett estetiskt eller religiöst val, utan det är den mest stabila geometriska figuren som finns för att tåla kompression.

Symmetri säkerställer att när seismiska vågor skakar byggnaden, fördelas belastningen och spänningen lika över alla ytor, vilket undviker kritiska sprickpunkter.

De inre kamrarna. En av detaljerna som utredningen har pekat på är den oanade roll som pyramidens berömda inre kammare har, såsom kungens kammare. Historiskt har de analyserats ur ett begravningsperspektiv, men det föreslås nu att de tillsammans med de imponerande granitutsläppsblocken också fungerar som ett system för att avleda energi.

På så sätt möter seismiska vågor som lyckas penetrera strukturen plötsliga förändringar i materiens densitet, vilket gör att vågorna bryts och sprids. I Xataka har biografen ägnat decennier åt att bygga en bild av Cleopatra. Idag vet vi att det har liten eller ingen likhet med verkligheten.

Gjorde de det med flit? Det är frågan vi kan ställa oss efter att ha läst allt detta, och det mest troliga svaret är att egyptierna inte hanterade alla dessa tekniska koncept, utan de var absoluta mästare i empirisk ingenjörskonst. Genom observation, försök, misstag och en djup kunskap om materialen kom de fram till den optimala lösningen så att de skulle hålla livet ut.

De byggde för evigheten baserat på massiv stabilitet och designade därigenom av misstag en byggnad som uppfyller samma säkerhetsparametrar som vi kräver av vår mest kritiska infrastruktur idag för att förhindra dem från att kollapsa i en jordbävning. Bilder | Jeremy Bishop In Engadget | Det vi ser i Petra är en stad som är "huggen i sten": vad den verkligen döljer är ett fantastiskt vattensystem