我們能看到黑洞,第一要感謝愛因斯坦,第二要感謝來自哈佛的她

2020-12-03 暗夜德古拉

導讀:我們能看到人類歷史上首張黑洞照片,除了要感謝愛因斯坦,更應該感謝她,毫不誇張的說,她就是那個讓黑洞顯形的女人。

凱蒂.鮑曼,麻省理工學院的電子工程學博士,她學的專業是構建一種複雜而又精確的算法,這種算法能夠通過處理高達500萬千兆的大數據流,最終生成相片,她最後在哈佛大學完成了這一算法構建。

凱蒂在工作中

鮑曼負責的項目是「地平線-地平線望遠鏡」的延伸,這個項目的研究人員,剛開始時並沒有打算給深深隱藏在M88星系中的黑洞拍攝照片,其實鮑曼所做的,比我們理解的拍照片要更深入,而且更負責。

黑洞實際上非常小,最大的黑洞也不過就是放在月球上的桔子那麼大,這也是科學家必須要使用相當巨大的望遠鏡來拍照的原因,但他們後來發現,想要把照片拍出來,他們需要的是比整個世界陸地還要打的望遠鏡。

後來,經過討論和反覆探索,科學家們想出了新的辦法,就是一堆望遠鏡一起上,把分布在地球各個地方的望遠鏡組織起來,讓它們一起工作,構成一個巨大的望遠鏡。

這原理可以這麼來理解,好像有八個小提琴,三個分作一組,每一組的提琴演奏同一首曲子,雖然單聽隨便哪一組演奏的曲子,我們什麼也聽不出來,但當八個提琴一起演奏時,他它們就能相互補位,形成一首完美的曲子。

這就是地平線望遠鏡項目的工作原理,它們從八個不同的地點進行觀察,每兩個望遠鏡一組,每組望遠鏡收集一部分的圖片數據,但把所有八個望遠鏡收集的數據,組合到一起,我們就能得到完整黑洞照片。這麼說好像很簡單,但實現起來其實不是那麼容易的。

因為八個望遠鏡產生的數量,是非常巨大的,並且每個數據也不是我們認為的拍好的相片,有的圖片拍下來的可能是空氣的流動,有的根本就不是黑洞照片,剩下來的一些,才是在接近黑洞的地方拍出來的照片。

這裡就是鮑曼的算法發揮作用的時候了,算法回憶夫妻圖的方式識別每一張照片,這就是說,每一張圖片都要拿出來和大圖中的一小部分進行比對。

算法隨後會將符合條件的兩張照片合成為一張,再確認是不是真正的黑洞照片,選出那些好的,再把它們合成在一起,以此類推,得到黑洞某個小部分清晰的照片。

神奇的算法

小照片有了後,算法會繼續合成大照片,一張張疊加下去,花了很多時間,在地平線望遠鏡項目組的共同努力下,黑洞的照片逐漸形成了最後的真實照片。

鮑曼之前的生活和黑洞毫無關聯,為了做好這個項目,她還去進修了額外的天體物理學課程,可以確定的是,多學科的交互融合會創造奇蹟,正是複雜的計算機科學與天體物理學的融合,才讓我們看到了那張引發熱潮的黑洞照片,這也是人類歷史上的首張黑洞照片。

整個地平線望遠鏡項目組,由超過300位科學家組成,其中女性約佔30%,雖然凱蒂設計的算法功效巨大,但她自己覺得,這次的工作,跟以前沒什麼不同,她在臉書上寫到:我們很多人一起完成了工作,我都沒有告訴家人,我參與了這個項目。

評:最服氣的就是大智若愚的人,何況這位想讓人跪的姐姐,來,請接受我的膝蓋

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