Algoritmy nám poskytli obraz čiernej diery. Je to 29-ročná vedkyňa, ktorá ich pomohla vytvoriť.

Katherine Bouman mala tajomstvo: Algoritmus, ktorý vyvinula, spojil dohromady obrázok čiernej diery. Nepovedala to nikomu okrem svojich kolegov. Až do dnes. Vtedy tím Event Horizon Telescope, ktorého je Bouman členom, odhalil prvý obrázok čiernej diery.

Bouman, 29, postdoktorandka z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, pracovala na takomto algoritme takmer šesť rokov, odkedy bola postgraduálny študent na MIT . Bola jednou z asi troch desiatok počítačových vedcov, ktorí používali algoritmy na spracovanie údajov zozbieraných v rámci projektu Event Horizon Telescope, celosvetovej spolupráce astronómov, inžinierov a matematikov.

Teleskopy po celom svete zbierali vysokofrekvenčné rádiové vlny z okolia Messier 87, supermasívnej čiernej diery vzdialenej 54 miliónov svetelných rokov. Ale atmosférické poruchy a rezervovanosť meraní znamenali, že „nekonečné množstvo možných obrázkov“ by mohlo vysvetliť údaje, povedal Bouman. Dobre navrhnuté algoritmy museli prekonať chaos.

Príbeh reklamy pokračuje pod inzerátom

Obrázok zdieľaný v strede, ktorý bol prirovnaný k roztavenej šiške alebo Sauronovmu oku alebo dokonca Rembrandtovi, je zložený z niekoľkých takýchto rekonštrukcií. „Dva z obrázkov sme rozmazali a potom sme ich spriemerovali na druhý, aby sme získali obrázok, ktorý sme dnes ukázali,“Povedal Bouman.Prstenec materiálu, ktorý obklopuje Messier 87, ktorý má hmotnosť 6,5 miliardy sĺnk, „je niečo, v čo sme boli neuveriteľne presvedčení“.

Washington Post hovoril s Boumanom po odhalení fotografie. Nasledujúce je mierne upravené kvôli prehľadnosti.

Otázka: nie ste astronóm. Ako ste sa teda dostali k foteniu čiernej diery?

KOMU:Pochádzam z prostredia informatiky a elektrotechniky. Doktorát som robil v skupine počítačového videnia, kde sa snažíte porozumieť obrázkom. A počul som o tomto projekte, o tejto myšlienke zobrazovania čiernych dier. Vtedy som sotva vedel, čo je čierna diera. Ale pripojil som sa na toto stretnutie [kde Shep Doeleman, astronóm Harvardskej univerzity, ktorý riadi projekt Event Horizon Telescope, diskutoval o čiernych dierach]. Netušila som, o čom hovorí, ale keď som z toho stretnutia odchádzala, vedela som, že toto je niečo, na čom chcem pracovať.

Príbeh reklamy pokračuje pod inzerátom

Zaujíma ma, ako môžeme vidieť veci alebo merať veci, o ktorých si myslíme, že sú pre nás neviditeľné. A ako môžeme prísť na jedinečné spôsoby, ako zlúčiť prístrojové vybavenie a algoritmy, aby sme mohli merať veci, ktoré nemôžete merať štandardnými prístrojmi.

Otázka:Aká bola úloha algoritmu pre tento obrázok, ktorý spájal údaje z teleskopov po celej planéte?

KOMU:Teleskopy máme rozmiestnené po celom svete. Pre každé dva teleskopy v poli teleskopov meriame jednu priestorovú frekvenciu, ktorá vám povie niečo o tom, ako rýchlo sa veci menia.

Dostávame tieto čiastkové informácie. Je to skoro ako vidieť jeden pixel na obrázku (ale je to v inej doméne). Musíme prísť s metódami, ktoré berú tieto skutočne riedke, skutočne hlučné údaje,a skúste nájsť obrázok, ktorý mohol spôsobiť tieto merania.

Príbeh reklamy pokračuje pod inzerátom

To, čo musíme nakoniec urobiť, je vnucovanie vecí nazývaných „regularizors“ alebo „priors“, ktoré nám umožňujú povedať: „Dobre, zo všetkých obrázkov, ktoré by mohli zodpovedať týmto údajom, je najpravdepodobnejšia táto sada obrázkov..'

Nebezpečenstvo je však v tom, že nechceme do problému vkladať ďalšie informácie, aby sme náš výsledok prispôsobili niečomu, čo by sme očakávali..Strávili sme obrovské množstvo času uisťovaním sa, že to, čo sme videli, bolo skutočne skutočné a nie len niečo, čo by sme, aj keď podvedome, mohli vnútiť dátam.

[Aby sa odstránila možnosť zaujatosti zdieľaná celým tímom, projekt rozdelil svojich expertov na počítačové zobrazovanie do štyroch rôznych skupín, z ktorých každá pracuje na inom druhu algoritmu. Nemali dovolené komunikovať.]

Príbeh pokračuje pod inzerátom

Otázka:Kedy ste vedeli, že čierna diera je diera?

KOMU:Boli sme si aspoň istí, že vidíme túto funkciu podobnú prstencu. To sme však ešte nevedeli, že ostatné tímy dosiahnu rovnaký výsledok.

Všetci sme sa zišli na stretnutí v Cambridge, Massachusetts, a na druhý deň stretnutia sme všetci prezradili, aký obraz sme z údajov zrekonštruovali. Bol to pravdepodobne najvzrušujúcejší moment, aký som kedy s projektom zažil.

Keď som videl, že sme všetci zrekonštruovali tento prsteň, vedel som, že je to neuveriteľne robustný prvok.

[Počasové mesiace sa počítačoví vedci pokúšali rozbiť ich obrázky. Vyvinuli nové skripty alebo kanály a trénovali tieto kanály na údajoch pre disky; tieto astronomické štruktúry nemajú žiadne diery. Keď však vedci vrátili skutočné údaje z ďalekohľadu späť cez potrubia vyvinuté pre disky, zrekonštruovali prstenec. Funkcia existovala.]

Disk sme nedostali. Stále máme tú dieru.

Čítaj viac:

Prvýkrát uvidíte čiernu dieru na historickej snímke z ďalekohľadu Event Horizon Telescope

Vedci práve našli najstaršiu známu čiernu dieru a je to monštrum

Vedci práve zachytili čiernu dieru, ktorá prehltla hviezdu – a trochu odgrgla