고대 피라미드, 과학이 밝혀낸 놀라운 사실

독일 라이프니츠 대학 연구팀, 기자피라미드 전자기적 특성 최초 규명

[SNS 타임즈] 2018년 물리학계에 놀라운 연구 결과가 발표됐다. 독일 라이프니츠 대학 안드레이 에블류킨 교수 연구팀이 이집트 기자 피라미드의 전자기적 특성을 밝혀낸 것이다.

연구진은 '응용물리학저널(Journal of Applied Physics)'에 게재한 논문을 통해 피라미드가 특정 전자기파를 증폭시키는 공명 현상을 보인다고 발표했다.

연구팀은 CST 마이크로웨이브 스튜디오와 컴솔 멀티피직스라는 첨단 시뮬레이션 플랫폼을 활용해 전자기파가 피라미드 주변에서 어떻게 산란되고 집중되는지를 정밀하게 분석했다. 특히 200~600미터 파장대의 전파 영역에서 피라미드의 반응을 집중적으로 연구했는데, 이는 거대 구조물과 상호작용하기에 적합한 파장대로 알려져 있다. 

연구 결과는 놀라웠다. 피라미드는 다중극 공명(multipole resonances) 현상을 보였으며, 이는 들어오는 전파를 특정 지점에 집중시키고 증폭시키는 효과를 나타냈다. 이러한 현상은 금속이나 유전체 나노입자에서 관찰되는 공명 현상과 유사했지만, 건축물 규모에서 발견된 것은 처음이라는 것이다.

특히 주목할 만한 점은 피라미드 내부의 '왕의 방'이 전자기장의 집중점 역할을 한다는 사실이다. 연구팀은 기저부에서 약 40.5미터 높이에 위치한 왕의 방이 특정 파장대에서 전기장 증폭 현상을 보인다는 것을 발견했다. 약 333미터 파장에서는 전기 쌍극자와 자기 쌍극자가 지배적인 공명이 발생했고, 230미터 파장에서는 전기 사중극자와 자기 사중극자가 가세한 더욱 복잡한 파동 간섭이 관찰됐다.

흥미로운 점은 전자기파의 입사 방향에 따라 피라미드의 반응이 달라진다는 것이다. 꼭대기에서 기저부 방향으로 파동이 입사할 때는 피라미드 중심부에 장이 집중되는 반면, 기저부에서 입사할 때는 꼭대기 부근에서 전기장이 강화되는 현상이 나타났다.

이번 연구는 수천 년 전 건설된 피라미드가 단순한 무덤 이상의 공학적 특성을 지니고 있음을 과학적으로 입증했다는 점에서 의의가 크다. 연구진은 이 발견이 고대 건축가들이 의도적으로 전자기 환경과 상호작용하는 건축물을 설계했을 가능성을 시사한다고 설명했다.

연구팀은 피라미드의 석회암 블록이 가진 유전율(ε=5+i0.1)을 고려해 시뮬레이션을 수행했으며, 습도와 다공성 등 환경적 요인에 따른 변화도 고려했다. 비록 기자 피라미드의 정확한 석회암 데이터는 얻을 수 없었지만, 이 추정치로도 신뢰할 만한 결과를 얻을 수 있었다고 연구진은 밝혔다.

이번 연구는 나노 광학 분야에서 주로 사용되는 다중극 분해 방법을 거대 건축물에 적용했다는 점에서도 방법론적 혁신을 이뤘다. 이는 나노 규모의 정밀 광학과 고대 건축물의 거대한 스케일을 연결하는 가교 역할을 했다고 평가받고 있다.

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