Za pierwszym w historii zdjęciem czarnej dziury stoją algorytmy. Powstało na bazie danych z wirtualnego teleskopu

29-letnia Katie Bouman ma teraz swoje pięć minut w kosmicznej czasoprzestrzeni. Trendy w mediach społecznościowych zwyżkują w jednej dziedzinie: #BlackHole.

Pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury przedstawia aureolę pyłu i gazu oraz obiekt, oddalony od Ziemi o 55 mln lat świetlnych, znajdujący się w centrum galaktyki Messier 87. Jego masa jest 6,5 miliarda razy większa od masy Słońca.

Algorytm studentki

Katie Bouman zaczęła tworzyć algorytm, kiedy była studentką w Massachusetts Institute of Technology (MIT). Kierowała projektem, wspomaganym przez zespół z Laboratorium Informatyki i Sztucznej Inteligencji MIT, Centrum Astrofizyki Harvard-Smithsonian i Obserwatorium Myst Haystack. O swoim pomyśle mówiła odważnie już na samym starcie.

Teraz najwięksi gratulują astronomom zaangażowanym w projekt oraz naukowcom z MIT, a Google swoje wyszukiwarki przystroił z tej okazji w stosowny baner.

Kongresmenka Alexandria Ocasio-Cortez napisała, że Bouman powinna zająć „należne jej miejsce w historii”. Katie, obecnie doktor informatyki i nauk matematycznych w California Institute of Technology, podkreśliła, że zespół, który jej pomógł, zasługuje na podobne uznanie. Nad ostateczną wersją algorytmów pracowało łącznie ponad 200 naukowców.

Pośrodku galaktyki Messier 87 znajduje się czarna dziura sfotografowana przez wirtualny teleskop wielkości naszego globu

„ (…) Obraz pokazany dziś to połączenie obrazów produkowanych przez  wiele metod (…). Wymagało to niesamowitego talentu zespołu naukowców z  całego globu i lat ciężkiej pracy, aby rozwijać instrument, przetwarzanie danych, metody obrazowania i technik analizy, które były niezbędne do pokazania tego, co wydawało się niemożliwe. To był naprawdę zaszczyt, a ja mam szczęście, że miałam okazję pracować z wami wszystkimi” – napisała Katie na Facebooku.

Teleskop na całej Ziemi

Zdjęcie, wynik pracy ludzi i algorytmów, powstało na bazie obrazów z teleskopu astronomicznego o nazwie Event Horizon Telescope. Składa się z wielu teleskopów, które są rozproszone po całym globie. Obserwacje, których wynikiem jest wyjątkowe zdjęcie, wykonane były w ciągu 10 dni w kwietniu 2017 roku przez osiem teleskopów zlokalizowanych w Europie, Ameryce Południowej, Ameryce Środkowej, Ameryce Północnej, na Hawajach i na biegunie południowym.

Zebrano 4 petabajty danych, czyli 4 miliony gigabajtów. Nie dało się ich przesłać cyfrowo, transport na twardych dyskach odbywał się drogą morską i powietrzną. Kolejny rok zajęło zredukowanie i przeanalizowanie danych. Centralny ośrodek przetwarzania danych zsynchronizował różne nagrania za pomocą zegara atomowego i wyeliminował szum. Pomimo wysokiej rozdzielczości dane nie były kompletne, więc wytrenowane algorytmy zostały wykorzystane do wypełnienia luk.

Jednym z członków zespołu badawczego Event Horizon Telescope jest dr Monika Mościbrodzka z Radboud University w Nijmegen (Holandia). Jak wyjaśnia Polskiej Agencji Prasowej, technika zastosowanej obserwacji polega na tym, że wszystkie te teleskopy w tym samym momencie kierują się w stronę określonego obiektu i zbierają informacje. Dzięki temu można osiągnąć bezprecedensową rozdzielczość.

„Event Horizon Telescope ma moc obserwacyjną, której osoba stojąca w  Paryżu mogłaby użyć, aby odczytać tekst gazety znajdującej się w Nowym Jorku” – porównała dr Mościbrodzka.

Teleskopy obserwowały dwie, dość dobrze znane astronomom czarne dziury, jedną w centrum Drogi Mlecznej, znaną już od lat 70-tych ub. wieku oraz drugą z galaktyki Messier 87.

Einstein by się cieszył

Naukowcy mają nadzieję, że możliwość fotografowania czarnych dziur i ich bezpośredniego otoczenia dostarczy nowych informacji na temat grawitacji. Czarna dziura to region w przestrzeni, gdzie grawitacja jest tak silna, że nic, co zostanie weń wciągnięte – nawet światło – nie może się z niego wydostać.

Nie widzimy czarnej dziury, ale jej horyzont rzuca cień, a obraz tego cienia może pomóc odpowiedzieć na kilka ważnych pytań dotyczących wszechświata, np. fal grawitacyjnych. To zakłócenia w tkaninie czasoprzestrzeni, które powstają podczas zlewania się par czarnych dziur. Zostały one przepowiedziane przez ogólną teorię względności Alberta Einsteina i wykryto je dzięki eksperymentowi Ligo w 2015 roku.

Zdjęcie czarnej dziury zaprezentowano równolegle podczas sześciu konferencji prasowych w Brukseli, Santiago, Szanghaju, Tokio, Tajpej i Waszyngtonie.

Skip to content