Среди научных публикаций последних месяцев особое внимание привлекает совместная работа научных сотрудников Университета ИТМО ("Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики") и Лазерного центра Ганновера (ФРГ) [1]. Работа опубликована 20 июля 2018 года в рецензируемом научном журнале "Journal of Applied Physics", издаваемом Американским институтом физики, и в переводе на русский язык носит название "Свойства электромагнитного поля Великой Пирамиды: мультипольные резонансы первого порядка и концентрация электромагнитной энергии".
Как пишут в своей статье авторы, одной из целей этой публикации было стремление развеять беспочвенные спекуляции по части свойств электромагнитного поля Пирамиды Хеопса в Гизе. Другая же цель была сугубо в рамках научных интересов исследователей - демонстрация возможностей метода мультипольного разложения при исследовании взаимодействия объектов с электромагнитными полями как в нано-, так и в макромасштабах.
Ценность же данной работы состоит не только в перспективах создания наночастиц для разработки эффективных солнечных элементов и сенсоров новых типов, а также и в обнаружении свойств Великой Пирамиды распределять и концентрировать электромагнитную энергию определенным образом. В свете полученных результатов, памятник архитектуры древнеегипетской цивилизации в перспективе (после проведения серии разнообразных экспериментов по исследованию свойств Пирамиды Хеопса) может предстать перед нами уже не как (предположительно) гробница великого правителя IV династии Древнего царства Египта, а как сложное технологическое сооружение с функциональностью, лежащей далеко за пределами представлений и возможностей древней цивилизации (и нашей современной, кстати, тоже).
Глубоко не вдаваясь в научные термины и понятия, кратко опишем основные положения обсуждаемой публикации. Авторами произведено компьютерное моделирование процесса рассеяния и поглощения Великой Пирамидой электромагнитного излучения при облучении плоской электромагнитной волной с длиной волны в диапазоне 200 - 600 метров (распространяемой вдоль оси симметрии пирамиды - вверх или вниз) Пирамиды Хеопса и определение распределения и конфигурации электромагнитного поля внутри пирамиды и в пространстве вокруг нее, в том числе и под ее основанием. Как видно, для экспериментов были выбраны волны резонансной длины, сопоставимые с размерами Пирамиды. Использовались точные данные о Великой Пирамиде - ее размеры, размеры внутренних камер и координаты их расположения внутри пирамиды, а также физические свойства ее строительного материала - известняка. То есть речь шла не просто об абстрактной фигуре типа "пирамида", а о точной модели Пирамиды Хеопса с ее внутренними помещениями. Поперечный разрез Пирамиды Хеопса представлен на рисунке 1 [2].
Математическое моделирование на ЭВМ проводилось с помощью двух программных продуктов - CST Microwave Studio (программа моделирования СВЧ трехмерных структур) и COMSOL Multiphysics (пакет для моделирования прикладных задач в физике и технике), а также использовались аналитические расчеты на основе метода дискретной дипольной аппроксимации. Производились расчет сечений экстинкции и рассеяния для модели пирамиды и построение спектров этих параметров в зависимости от длины "входной" электромагнитной волны, которой виртуально облучали пирамиду. Рассматривались случаи нахождения пирамиды в однородном пространстве (как если бы она висела в вакууме) и в более реальном случае - нахождении пирамиды на твердом основании (из известняка - как на плато Гизы). Для каждого из случаев рассматривались направления распространения внешней входной плоской электромагнитной волны вдоль оси симметрии пирамиды вниз и вверх - то есть если бы пирамиду облучали снизу из-под основания пирамиды и если бы пирамиду облучали сверху. Оценивались вклад в спектры сечений экстинкции и рассеяния отдельных составляющих электромагнитного поля (полученных в результате его разложения и аппроксимации с помощью метода мультипольной декомпозиции) - магнитных и электрических (дипольных и квадрупольных). Результаты моделирований в двух программных средах моделирования полностью совпали и были подтверждены аналитически путем расчетов.
Немного теории чтобы было более понятно о чем идет речь. Такой параметр как сечение экстинкции характеризует часть энергии падающих волн, которую тело (в нашем случае пирамида) может рассеивать и поглощать (одновременно) в резонансных условиях. Сечение рассеяния соответственно характеризует часть энергии, которую тело может рассеивать.
Мультиполи – определенные конфигурации точечных источников поля (зарядов), используются для анализа и аппроксимации сложных полей (например, электростатических, магнитостатических, гравитационных и т.п.). Примеры мультиполей: точечный заряд – мультиполь нулевого порядка; два заряда, противоположных по знаку и равных по абсолютной величине – мультиполь первого порядка или диполь; четыре одинаковых по абсолютной величине заряда, расположенных в вершинах параллелограмма, причем каждая сторона параллелограмма соединяет два заряда противоположных знаков – мультиполь второго порядка или квадруполь, и т.д.
Мультипольный анализ – метод, при использовании которого поле объекта (в нашем случае рассеивающего электромагнитного волну) представляется в виде множества мультиполей. И в этом случае суммарное излучение мультиполей дает такую же картину, как рассеяние поля целым объектом.
На простом и далеком от выкладок из обсуждаемой статьи примере электростатического скалярного поля это разложение электростатического потенциала в ряд Тейлора, причем в каждый член разложения (кроме члена нулевого порядка) как параметры входят такие характеристики поля, как моменты – дипольный момент системы зарядов (входит в член первого порядка разложения), квадрупольный момент системы зарядов (входит в член второго порядка разложения). Анализ моментов и их вклада в рассеянное излучение приведен и в обсуждаемой работе.
А теперь об основных результатах. Для наиболее реалистичного случая моделирования электромагнитного поля пирамиды, находящейся на основании из известняка (см. рисунок 2, направление распространения внешней электромагнитной волны обозначено вектором k), рассеянная пирамидальным телом волна переносит большую часть электромагнитной энергии под основание пирамиды с ее фокусировкой в этой области (см. рисунки 3 a) - e) для электрической составляющей, f) - j) - для магнитной составляющей, сечения экстинкции и рассеяния в зависимости от длины волны) [1]. Причем получается, что электромагнитное поле фокусируется в области, где находится подземная камера пирамиды. То есть в этой камере концентрируется электромагнитная энергия, полученная в результате рассеяния внешней плоской электромагнитной волны. Этот вывод справедлив для диапазона частот падающей волны приблизительно 200-280метров, поскольку для спектра сечения экстинкции максимум (достаточно широкий) приходится на длину волны 250 метров (см. рисунок 2 b) ) [1]. Следует отметить, что напряженности магнитной и электрической составляющих электромагнитного поля высоки во всех камерах пирамиды (особенно напряженность магнитного поля) - см. рисунки 4 a) - d), хотя, как уже было сказано, наибольшая концентрация электромагнитной энергии приходится на подземную камеру, находящуюся на глубине 29.8 метров под основанием Пирамиды Хеопса [1].
рис.2
А теперь сделаем некоторые выводы. Первое - распределение электромагнитной энергии в пирамиде и под ее основанием, вероятно, имеет некоторую связь с расположением камер Великой Пирамиды. Факт примечательный, и если последующие исследования выявят четкую корреляцию распределения энергии внутри пирамиды с внутренней структурой камер, коридоров, шахт и переходов этого сооружения, утверждение археологов о сугубо погребальном назначении пирамиды потеряет силу, а аргумент скептиков о каком-то случайном совпадении будет выглядеть совсем неубедительно.
Тем не менее, пока что не разработана гипотеза, которая могла бы использовать полученные результаты. Например, гипотеза о пирамиде как технологическом объекте с какой-либо функциональностью. А подобные гипотезы в отношении Пирамиды Хеопса существуют. Очень немало странностей по части ориентации Пирамиды Хеопса по сторонам света, а также по части конструктивных элементов непонятного назначения и физических процессов различной природы. Но это тема для отдельной статьи.
Второй важный вывод - обсуждаемая работа демонстрирует нам возможности математического моделирования сложных объектов и сложных физических процессов (конечно, при условии наличия достоверных и достаточно полных априорных данных). В большинстве случаев невозможно провести полноценный физический эксперимент и сопутствующие измерения на реальном объекте (как в случае с Пирамидой Хеопса в Египте), но математическое моделирование на персональном компьютере отчасти снимает эту проблему (хотя только отчасти). Данная работа открывает целое направление исследований электромагнитных полей различных объектов, в том числе древних мегалитических, путем математического моделирования. И не только электромагнитных полей. Например, большой интерес может представлять и моделирование прохождения механических волн и акустических процессов для таких мегалитических объектов, как дольмены Краснодарского края (конечно же при наличии параметров и характеристик этих объектов, их строительных материалов и геологических данных о местах их нахождения). Тем более, некоторые программные продукты для задач моделирования вполне доступны.
Пара слов о перспективах исследований. Авторами отмечено, что целью дальнейших исследований является анализ электромагнитного отклика Пирамиды Хеопса на волны со значениями длин, меньшими чем длины падающих волн из рассматриваемой работы, поскольку и для этих случаев могут ожидаться интересные эффекты. Также говорится о возможности исследований с помощью предложенных подходов всего комплекса пирамид в Гизе. На наш взгляд, перспективным является и моделирование электромагнитного отклика других архитектурно сложных объектов, относимых к Древнеегипетской цивилизации, например “ломаной” пирамиды Снофру в Дахшуре, ступенчатой пирамиды Джосера в Саккаре, некоторых других пирамид и храмов.
В заключение хочется надеяться, что работа по исследованию электромагнитных полей египетских пирамид будет продолжена, а аналитические и компьютерные методы найдут применение и в формализации физических процессов различной природы на перспективных в исследовательском отношении объектах древности, в том числе мегалитических.
Список литературы
1. Electromagnetic properties of the Great Pyramid: First multipole resonances and energy concentration. M. Balezin, K. V. Baryshnikova, P. Kapitanova and A., B. Evlyukhin. Journal of Applied Physics, vol. 124, pp. 34903, 2018.
2. Сайт bestmaps.ru. Египетские пирамиды. [Электронный ресурс]. Дата доступа: 26.08.2018