Làm cách nào người Ai Cập cổ di chuyển hàng tấn đá xây kim tự tháp?

Các nhà vật lý tại Đại học Amsterdam đã nghiên cứu các lực cần thiết để kéo các vật có trọng lượng lên một chiếc xe trượt tuyết khổng lồ trên cát sa mạc, và phát hiện ra rằng việc làm ẩm cát phía trước thiết bị nguyên thủy làm giảm ma sát trên xe trượt, giúp xe vận hành dễ dàng hơn. Phát hiện giúp giải đáp một trong những bí ẩn lịch sử lâu đời nhất: Người Ai Cập có thể hoàn thành nhiệm vụ tưởng như bất khả thi là xây dựng các kim tự tháp nổi tiếng như thế nào?

Để thực hiện khám phá của mình, các nhà nghiên cứu đã thu thập manh mối từ chính những người Ai Cập cổ đại. Một bức tranh tường được phát hiện trong ngôi mộ cổ Djehutihotep, có niên đại khoảng năm 1900 trước Công nguyên, mô tả 172 người đàn ông kéo một bức tượng khổng lồ bằng dây thừng gắn vào một chiếc xe trượt. Tác giả chính của nghiên cứu Daniel Bonn, giáo sư vật lý tại Đại học Amsterdam, cho biết trong bức vẽ, một người có thể được nhìn thấy đứng trước xe trượt, đổ nước lên cát. Các nhà Ai Cập học nghĩ rằng đó là một hành động hoàn toàn mang tính nghi lễ. Câu hỏi được đặt ra là: "Tại sao họ làm điều đó?"

Bonn và các đồng nghiệp của mình đã tiến hành một thử nghiệm với quy mô nhỏ, sử dụng một tấm ván để kéo vật nặng qua một khay cát. Các nhà khoa học nhận thấy rằng, đối với cát khô, trọng lực của vật nặng làm cho tấm ván lún xuống bề mặt cát và tạo ra lực cản ở phía trước, do đó phải mất rất nhiều lực để kéo. Khi thử nghiệm làm ướt bề mặt cát, tăng độ kết dính của cát và tấm ván đã có thể dễ dàng trượt đi trên bề mặt.

Do những giọt nước có thể tạo ra cầu nối giữa những hạt cát, giúp chúng liên kết với nhau và tạo thành một mặt phẳng cố định. Đây cũng là lý do tại sao khi xây lâu đài cát bằng cát ướt sẽ dễ dàng hơn sử dụng cát khô.

Tuy nhiên, nếu cát quá ướt cũng có thể khiến việc kéo tấm ván trở nên khó khăn hơn. Do đó cần một lượng nước nhất định và còn tùy thuộc vào tính chất của từng loại cát. Thông thường tỷ lệ nước ở giữa khoảng 2-5% lượng cát. Do đó có thể thấy những người Ai Cập cổ đại có thể đã nắm rõ được cả tỷ lệ này và áp dụng vào việc di chuyển những tảng đá khổng lồ.

Giáo sư Bonn cho biết thêm: “Làm ướt cát trên sa mạc giúp làm giảm lực ma sát khi kéo các vật nặng trên bề mặt, bạn sẽ chỉ cần sử dụng một nửa số lượng người cần thiết để kéo một tảng đá khổng lồ trên bề mặt cát ướt so với cát khô”.

Kết quả của nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Physical Review Letters, đã giúp giải thích câu hỏi “Làm thế nào người Ai Cập cổ đại có thể di chuyển những khối đá khổng lồ trên sa mạc để xây dựng kim tự tháp?”