Представете си, че опитвате да снимате грейпфрут, който е на Луната, при това със смартфона си. Звучи абсолютно невъзможно. С подобно предизвикателство се сблъскват учените, които се опитват да направят снимка на черна дупка в Космоса.
Въпреки предизвикателството, международен екип от над 200 изследователи успя да представи първата снимка на черна дупка, правена някога.
Това нямаше да е възможно без една 29-годишна жена на име Кейти Бауман. Тя разработва алгоритъм, който има незаменима роля в създаването на изображението.
Преди 3 години Бауман е 26-годишна студентка в Масачузетския технологичен институт (MIT), където се занимава с компютърни науки и изкуствен интелект. Именно тогава тя оглавява програмата за създаването на алгоритъм, наречен CHIRP (съкращение от "Продължителна реконструкция на изображение с висока резолюция с използването на предходни източници"). След това Бауман работи с Центъра за астрофизика на Харвард, MIT и 200 астрономи в опит да заснемат първото по рода си изображение на свръхмасивна черна дупка и нейната сянка.
Целта се намира в ядрото на галактиката M87, в съзвездието Дева, на 55 милиона светлинни години от нас.
Както става ясно, черните дупки са изключително отдалечени и заснемането на една не е лесна задача. Освен това те предполагаемо са невидими, макар да създават издайническа сянка, при контакта с материята около тях.
Проектът Event Horizon Telescope (EHT) включва глобална мрежа от осем телескопа. Те събират около 8 милиона гигабайта информация относно галактиката M87 като използват техника, наречена интерферометрия. Въпреки това остават големи липси в информацията, които трябва да бъдат запълнени.
Тук алгоритъмът на Бауман, заедно с няколко други, влиза в употреба. Използвайки алгоритми за изображение като нейния, изследователите създават код, с който да сглобят картината. Те събират „оскъдната“ информация, която телескопите предоставят, и се поитват да създадат общо изображение. През последните няколко години Бауман ръководи проверката на изображенията и избирането на параметри на изображението.
На 10 април изследователите от EHT съобщиха, че са успели и показаха на света първото визуално доказателство за супермасивна черна дупка и нейната сянка.
Самата Бауман разказва пред CNN, че по време на проекта са разработени начини за генериране на синтетична информация и са използвани различни алгоритми в опита да се възстанови едно общо изображение. Фокусът от самото начало не е бил върху един алгоритъм, а върху много, в които са залегнали различни допускания.
Резултатът е зашеметяващото изображение на пръстеноподобна структура, каквато Алберт Айнщайн предвижда преди повече от столетие в своята теория на относителността.
Всъщност изследователите от EHT генерират няколко снимки и всички те изглеждат еднакво. Показаната на 10 април снимка не е резултат от един метод, а съчетание от снимките от различни алгоритми, съчетани в едно.
Самата Кейти сподели реакцията си за снимката, която в рамките на 24 часа стана най-споделяния и използван за мемета кадър на 2019-а.
Винсент Фиш, изследовател в обсерваторията „Хейстак“ към MIT, обяснява ролята на Бауман с пример. Посочва, че снимките, които човек прави със смартфона си, имат определени свойства. Ако знаеш какъв е един пиксел, можеш да направиш много добро предположение какъв е пикселът до него. Така има по-гладки зони и такива с по-резки граници. При астрономическите изображения е същото и тези свойства могат математически да бъдат заложени, обяснява Фиш.
Самата Кейти Боуман коментира, че никой не би могъл да постигне този успех сам.
На нея й предстои тази есен да започне да преподава в Калифорнийския технологичен институт като асистент професор.
А от MIT вече изразиха гордостта си от постигнатото от своята възпитаничка, споделяйки нейна снимка с купчината хард дискове, използвани за създаване на изображението, до кадър на Маргарет Хамилтън (също от MIT), стояща до купчините хартия с код, който е написала, за да помогне за изпращането на човек на Луната преди 50 години.
Left: MIT computer scientist Katie Bouman w/stacks of hard drives of black hole image data.
— MIT CSAIL (@MIT_CSAIL) April 10, 2019
Right: MIT computer scientist Margaret Hamilton w/the code she wrote that helped put a man on the moon.
(image credit @floragraham)#EHTblackhole #BlackHoleDay #BlackHole pic.twitter.com/Iv5PIc8IYd
