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 влизат 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 опитват 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 в едно. Самата Кейти сподели реакцията си за снимката, която в рамките на 24 часа стана най-споделяният и използван за 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 харддискове, 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.
Айнщайн отново се оказа прав
Черната дупка бе заснета от телескопа Event Horizon ("Хоризонт на събитията") в рамките на международно научно сътрудничество. Откритието нагледно доказва съществуването на черните дупки и представлява сериозна крачка напред за съвременната наука. Черните дупки са изключително плътни космически обекти с невероятна маса на много малко пространство. Те влияят на заобикалящата ги среда по екстремен начин, като изкривяват пространство-времето и нагряват до свръхвисоки температури всяка материя, която попадне в тях. Направената снимка показва черната дупка в центъра на галактиката Месие 87, която се намира в съзвездието Дева. Тя се намира на 55 милиона светлинни години от Земята и масата й е 6,5 милиарда пъти по-голяма от тази на Слънцето. За да може да се наблюдава пряко непосредствената околност на черната дупка, в рамките на проекта Event Horizon Telescope учените трябваше да модернизират и да свържат в мрежа осем телескопа по целия свят.
