Billede sort hul som at lytte til ødelagt klaver, siger videnskabsmand

Den amerikanske datalog Katie Bouman, som blev en global sensation over sin rolle i at skabe verdens første billede af et sort hul, har beskrevet den møjsommelige proces som beslægtet med at lytte til et klaver med knækkede tangenter.

Vidnede for kongressen torsdag, postdoc-stipendiaten ved Harvard Smithsonian Center for Astrophysics foreslog også, at teknologien udviklet af projektet kunne have praktiske anvendelser inden for medicinsk billeddannelse, seismisk forudsigelse og selvkørende biler.

Et foto udgivet i sidste måned af det stjerneslugende monster i hjertet af Messier 87 (M87)-galaksen afslørede en mørk kerne omkranset af en flammeorange glorie af hvidt, varmt plasma.

Men da M87 er 55 millioner lysår væk, "Denne ring ser utrolig lille ud på himlen:omkring 40 mikrobuesekunder i størrelse, sammenlignelig med størrelsen af ​​en appelsin på Månens overflade set fra vores placering på Jorden, sagde Bouman.

Fysikkens love ville kræve et teleskop på størrelse med hele vores planet for at se det:et umuligt forslag.

Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration brugte i stedet over et årti på at bygge et computerteleskop i jordstørrelse, der kombinerede signaler modtaget af forskellige teleskoper, der arbejdede i par rundt om i verden.

Imidlertid, da der er et begrænset antal steder, teleskoperne er kun i stand til at fange nogle frekvenser, efterlader store huller i informationen.

"Som en analogi, du kan tænke på de målinger, som EHT laver lidt som toner i en sang; hver måling svarer til tonen i en tone, sagde Bouman.

"At observere det sorte hul med Event Horizon-teleskopet er lidt som at lytte til en sang, der spilles på et klaver med over halvdelen af ​​dets tangenter ødelagt."

Tilgangen førte til adskillige huller, der kunne udfyldes med uendelige muligheder i overensstemmelse med dataene.

"Men ligesom din hjerne muligvis stadig er i stand til at genkende en sang, der spilles på et ødelagt klaver, hvis der er nok fungerende tangenter, vi kan designe algoritmer til intelligent at udfylde EHT's manglende information for at afsløre det underliggende sorte hul-billede, " konkluderede hun.

Undgå menneskelig skævhed

Mens billederne blev taget i 2017, det endelige resultat skulle valideres uafhængigt af fire EHT-hold, der arbejdede rundt om i verden for at undgå delt menneskelig skævhed.

De fire billeder, de producerede, varierede lidt, men de indeholdt alle den samme grundstruktur.

"At se disse billeder for første gang var virkelig fantastisk og et af mit livs lykkeligste minder, huskede Bouman, som bevarede et bredt smil gennem hele sit vidnesbyrd.

Det endelige billede, der blev frigivet til offentligheden den 10. april i år, var en sammensætning af de fire billeder, der var yderligere tunet af algoritmer designet til at eliminere menneskelige præferencer.

Bouman sagde, at hun først begyndte at arbejde på EHT som en kandidatstuderende, der studerede computersyn ved MIT, og fandt ud af, at problemet delte slående ligheder med arbejde, hun havde udført med hjernebilleddannelse baseret på begrænsede data fra en MR-scanner.

"Dermed, selvom projektet lå et godt stykke uden for mit kerneområde, og jeg havde ingen baggrund i astrofysik endsige sorte huller, Jeg håbede, at jeg måske kunne gøre en forskel."

Hun hyldede også de tidlige karriereforskere, der var kommet til projektet fra forskellige områder og spændte fra post-doktorgrader til studerende, hvis arbejde var afgørende for projektet.

"Imidlertid, som sorte huller, mange forskere i den tidlige karriere med betydelige bidrag bliver ofte usete, " hun sagde.

© 2019 AFP