Schätzungen für die Anzahl an Arbeitern zur Errichtung der Pyramiden bringen viele unterschiedliche Ergebnisse.
Herodot, ein griechischer Geschichtsschreiber, wurde auf seiner Reise durch Ägypten mitgeteilt, dass ca. 100.000 Arbeiter am Bau einer Pyramide beteiligt waren.
Der britische Physiker Kurt Mendelssohn schätzte im Jahr 1974 die
Anzahl der am Bau beteiligten Arbeit mit ca. 70.000 Saisonarbeitern und
10.000 dauerhaft arbeitenden Steinmetzen.
Was sagt die Physik dazu?
Die Cheops-Pyramide hatte ursprünglich eine Höhe von 146,6 m. Die Seiten sind im Mittel 230,3 m lang. (Diese Genauigkeit ist gar nicht notwendig, da lediglich Schätzungen durchgeführt werden.)
Dadurch ergibt sich mit der Grundfläche G und der Höhe h für die Pyramide in etwa ein Volumen von V = G \cdot \dfrac{h}{3} \approx 2,6 \, \text{Mio.} \, \text{m}^3 . Betrachtet man dann noch die mittlere Dichte der Baumaterialien (Mörtel und Tura-Kalksteine) von ca. 2,6 \, \dfrac{\text{t}}{\text{m}^3} , so ergibt sich für die Cheopspyramide eine Gesamtmasse von 6,75 \, \text{Mio.} Tonnen. Diese Masse muss natürlich bewegt werden. Genauer gesagt: Sie muss gegen die Schwerkraft nach oben gehoben werden und im physikalischen Sinne ist dafür eine Energie E notwendig, welche sich aus der potentiellen Energie E = m \cdot g \cdot h ergibt, wobei m die Masse, g die Erdbeschleunigung und h die Hubhöhe ist. Jetzt müsste man für jeden einzelnen Stein die Energie berechnen, da sich nicht alle auf derselben Höhe befinden. Es gibt aber einen Trick: man verwendet für die Hubhöhe die Höhe des Schwerpunkt h_S und als Masse die Gesamtmasse. Bei einer quadratischen Pyramide liegt der Schwerpunkt auf Grund der Symmetrie lotrecht unterhalb der Spitze in einer Höhe von h_S = \dfrac{h}{4} .
Es ergibt sich also eine gesamte Energie:
E = m_{\text{gesamt}} \cdot g \cdot h_S \approx 2,4 \cdot 10^{12} \, \text{J} = 2,4 \, \text{Billionen}\, \text{J} .
Der Mensch
Ein Mann mit 70 kg hat in etwa einen Grundumsatz (Energiebedarf ohne Anstrengung) von 1800 \, \text{kcal} = 7.500.000 \, \text{J} . Bei stetiger Anstrengung steigt dieser mindestens um 30 \, \% an. Von dieser zusätzlich benötigten Energie können rund 20 \, \% in mechanische Energie umgewandelt werden (Wir sind nicht sehr effizient.). Das entspricht dann 440.000 \, \text{J} verfügbarer Energie pro Arbeiter und Tag, was zum Bau der Pyramiden verwendet werden kann.
Um die Cheopspyramide zu erbauen, bedarf es \dfrac{E}{440.000} = \dfrac{2,4 \cdot 10^{12} }{440.000} = 5,5 \, \text{Mio} Gesamtarbeitstage (aller Arbeiter). Geht man davon aus, dass die Pyramide in 20 \, \text{Jahren} erbaut wurde, entspricht das 275.000 Gesamtarbeitstagen (aller Arbeiter) pro Jahr. In der Annahme, dass jeder Arbeiter 300 Tage im Jahr arbeitet, könnten in etwa \dfrac{275.000}{300} \approx 900 Arbeiter dies bewältigen.
Ähnlich viele Arbeiten könnten für die korrekte Ausrichtung, Platzierung und Feinbearbeitung der Steine zuständig gewesen sein ( + 900 ).
Wenn zusätzlich noch 1500 Steinmetze über 20 Jahre (mit 300 Tagen Arbeit im Jahr) je Tag und Steinmetz 0,25 \, \text{m}^3 Steine herstellen würden, wäre man bei ca. 3.300 Arbeitern. Diese Zahl kann man noch verdoppeln, um allen anderen Arbeitern Rechnung zu tragen, welche für den Transport, die Organisation, die Beaufsichtigung, die Reparaturen oder die Verpflegung zuständig waren. Dann ergeben sich weniger als 7.000 Arbeiter für den Bau der Cheopspyramide.
In den 1990er Jahren wurde Ausgrabungen in der Nähe der Pyramiden entdeckt, welche darauf schließen lassen, dass nicht mehr als 20.000 Menschen hier gelebt haben. Die berechnete Zahl erscheint also durchaus realistisch, vor allem, wenn man bedenkt, dass in Ägypten damals ( 2500 \, \text{v.Chr.}) in etwa 1,5 \, \text{Mio} Menschen leben und die Wirtschaft von Bau nahezu unbeeinflusst blieb.
Woher habe ich meine Informationen?
Ich habe viele Informationen aus dem Buch Numbers don’t lie von Vaclav Smil. Dabei werden viele Themen der aktuellen Zeit wie Überalterung, Energiewende und Klimaschutz anhand von Zahlen und Fakten aufgearbeitet.
Interessante Berechnung! Mit einem Trick und relativ wenig Aufwand lassen sich in einer Stunde bis zu 220 Steine mit einem Gewicht zwischen je 1,5 bis 2 Tonnen und in Einzelfällen bis zu 80 Tonnen auf die Bauebene einer Pyramide befördern. In Gizeh sind alle baulichen Besonderheiten für das Verfahren vorhanden. Nachzulesen im Titel: Das Universum in der Königskammer (Das Mysterium der schwebenden Engel)
Vielen Dank für deine Buchempfehlung – muss ich unbedingt einmal reinschauen!