Công nghệ Ai Cập cổ đại có thể hé lộ cách xây Đại Kim tự tháp

Một nghiên cứu mới sử dụng mô hình máy tính, mô phỏng logistics và phân tích kết cấu cho rằng một hệ thống đường dốc tích hợp vào chính các mép của Đại Kim tự tháp Giza có thể giải thích cách người Ai Cập cổ đại đưa đá lên cao mà không cần một con đường đất khổng lồ bao quanh công trình.

Bí ẩn lớn của Đại Kim tự tháp

Đại Kim tự tháp của Pharaoh Khufu được xây dựng khoảng năm 2560 trước Công nguyên, cao ban đầu khoảng 146,6 mét và có cạnh đáy dài khoảng 230 mét. Công trình sử dụng khoảng 2,3 triệu khối đá, chủ yếu là đá vôi cùng một lượng đá granite.

Khó khăn không chỉ nằm ở việc kéo từng khối đá lên cao mà còn ở tốc độ thi công. Nếu đặt công trình trong khoảng thời gian tương ứng với triều đại khoảng 27 năm của Khufu, mô hình mới ước tính cần đạt nhịp trung bình khoảng một khối mỗi vài phút trong toàn bộ quá trình.

Mô hình mới không chứng minh người Ai Cập chắc chắn đã xây Đại Kim tự tháp theo cách này; nó đưa ra một kịch bản có thể kiểm chứng bằng khảo cổ học và mô phỏng.

Con đường dốc nằm ngay trong thân kim tự tháp

Ý tưởng trung tâm được gọi là Integrated Edge-Ramp (IER). Thay vì dựng một con đường dốc khổng lồ bên ngoài, nhóm nghiên cứu đề xuất tạm thời bỏ một dải khối đá ở gần mép công trình để tạo thành một hành lang kéo đá.

Hành lang này chạy theo dạng xoắn quanh các tầng của kim tự tháp. Khi công trình cao dần, đường dốc cũng dịch chuyển lên trên. Sau khi hoàn thành phần vận chuyển, những khoảng trống tạm thời có thể được lấp lại từ trên xuống, để lại bề mặt ngoài gần như không có dấu vết của một hệ thống đường dốc lớn.

Không chỉ một đường dốc

Điểm đáng chú ý của nghiên cứu là hệ thống không nhất thiết hoạt động với một đường dốc duy nhất. Khi phần đáy còn rộng, nhiều tuyến có thể hoạt động song song để tăng lưu lượng. Khi kim tự tháp thu hẹp, số tuyến sẽ giảm dần.

• Ở các tầng thấp, mô hình có thể sử dụng nhiều tuyến để đưa đá lên với lưu lượng cao.
• Ở phần giữa, bốn đường dốc xoắn có thể hoạt động song song, với các tuyến được phân chia cho chiều lên và chiều xuống.
• Khi công trình tiến gần đỉnh, hệ thống giảm xuống còn hai rồi một tuyến do không gian ngày càng hạn chế.

Trong kịch bản đầy đủ, nhóm nghiên cứu mô phỏng chuỗi thích ứng từ 16 → 8 → 4 → 2 → 1 tuyến, phản ánh việc mặt bằng ngày càng nhỏ khi kim tự tháp vươn cao.

Người Ai Cập có thể kéo đá bằng công nghệ nào?

Mô hình được xây dựng trong giới hạn công nghệ được cho là phù hợp với thời Cổ Vương quốc. Người xây dựng không cần đến máy móc hiện đại, bánh xe chuyên chở tải nặng hay hệ ròng rọc phức hợp. Thay vào đó, nghiên cứu tính đến xe trượt, dây thừng, đòn bẩy, công trình đất, sà lan trên sông Nile và các công cụ bằng đồng.

Một thông số quan trọng là độ dốc khoảng 7 độ. Nhóm nghiên cứu sử dụng hệ số ma sát cơ sở khoảng 0,20, tương ứng với điều kiện xe trượt được kéo trên bề mặt có thể được làm ẩm. Các mô phỏng cũng kiểm tra nhiều giá trị khác nhau để xem kết quả có thay đổi mạnh hay không.

Mô phỏng cho thấy thời gian xây dựng có thể phù hợp

Với cấu hình nhiều đường dốc, mô hình cho phép một khối đá được xuất phát cách nhau khoảng 4–6 phút trên mỗi tuyến trong các kịch bản được kiểm tra. Thời gian thi công tại công trường có trung vị khoảng 13,8–20,6 năm trong các mô phỏng; khi tính thêm khai thác đá, vận chuyển đường sông và các khoảng nghỉ theo mùa, tổng thời gian được ước tính khoảng 20–27 năm.

Khoảng thời gian này nằm trong phạm vi có thể so sánh với thời gian trị vì của Khufu. Tuy nhiên, đây là kết quả của một mô hình dựa trên nhiều giả định về tốc độ kéo, ma sát, nhân lực, khoảng cách an toàn và tổ chức công trường, chứ không phải một hồ sơ lịch sử ghi lại chính xác từng công đoạn.

Bằng chứng khảo cổ vẫn là phần quan trọng nhất

Điểm mạnh của nghiên cứu nằm ở việc nó đưa ra những dự đoán có thể kiểm tra. Nếu hệ thống IER từng tồn tại, các nhà khảo cổ có thể tìm kiếm những dấu hiệu như sự mài mòn đặc biệt ở các góc, dấu vết của việc lấp lại những khoảng trống ở mép công trình hoặc những biến đổi mật độ vật liệu phù hợp với các khu vực từng được sử dụng làm đường vận chuyển.

Nghiên cứu cũng so sánh mô hình với những dữ liệu hình ảnh muon về các khoảng rỗng bên trong Đại Kim tự tháp. Sự tương thích về hình học được tác giả xem là một gợi ý đáng chú ý, nhưng chính bài nghiên cứu nhấn mạnh đây mới là kết quả mang tính giả thuyết, chưa phải bằng chứng trực tiếp rằng các khoảng rỗng đó chính là đường dốc.

Đây có phải lời giải cuối cùng?

Chưa. Cách xây Đại Kim tự tháp vẫn là một câu hỏi mở trong khảo cổ học. Các bằng chứng chắc chắn hơn cho thấy người Ai Cập cổ đại có khả năng khai thác đá, vận chuyển bằng sông, kéo đá trên xe trượt và sử dụng các hệ thống đường dốc. Một đường dốc cổ tại mỏ Hatnub cũng cho thấy họ đã biết xây những công trình hỗ trợ việc kéo các khối đá lên dốc, dù không thể tự động kết luận rằng hệ thống đó chính là phương pháp được dùng tại Giza.

Giá trị của mô hình IER nằm ở chỗ nó biến một giả thuyết về cách xây kim tự tháp thành một bài toán có thể mô phỏng và kiểm tra. Nếu những dấu vết dự đoán không được tìm thấy, mô hình sẽ phải được điều chỉnh hoặc loại bỏ; nếu chúng xuất hiện, giả thuyết sẽ có thêm một lớp bằng chứng để tiếp tục nghiên cứu.

Công nghệ nằm ở tổ chức, không nhất thiết ở những cỗ máy bí ẩn

Điều nghiên cứu mới gợi ra không phải là người Ai Cập sở hữu một “công nghệ thất truyền” vượt xa thời đại, mà là họ có thể đã kết hợp rất hiệu quả những kỹ thuật tương đối đơn giản: xe trượt, dây thừng, đòn bẩy, đường dốc, vận tải đường sông, đo đạc và tổ chức nhân lực quy mô lớn.

Nếu mô hình IER được các nghiên cứu khảo cổ trong tương lai xác nhận một phần, bí ẩn về Đại Kim tự tháp sẽ càng được nhìn nhận như một bài toán kỹ thuật và logistics khổng lồ — được giải bằng sự phối hợp của hàng nghìn con người và những công cụ đơn giản nhưng được tổ chức với độ chính xác đáng kinh ngạc.