专家详述制作黑洞照背后艰辛:就像听人用坏掉的钢琴演奏

2019-05-18 17:22 参考消息网阅读 (11642) 扫描到手机

原标题:专家如此形容制作黑洞照背后艰辛……

法媒称,美国计算机学家凯蒂·博曼因为在制作世界上首张黑洞影像的过程中发挥的作用而受到全球瞩目。她称这个艰辛的过程就好像在听一架琴键坏了的钢琴演奏乐曲。

法新社5月16日报道称,身为哈佛-史密森天体物理学中心博士后研究员的博曼当天在美国国会发表证词时还表示,该项目研发出的技术能够实际应用于医学成像、地震预测和自动驾驶汽车等领域。

报道称,4月公布的一张照片揭示了M87星系中心一个吞噬恒星的庞然大物。照片上是一个由白色炽热等离子体组成的火橙色光环包围着的黑色核心。

但博曼说,由于M87星系距离地球有5500万光年之遥,“这个光环在天空中显得非常渺小:大约40微角秒大小,相当于我们在地球上去看月球表面的一个橙子”。

按照物理学定律,人们需要一台与整个地球差不多大的望远镜用来观测,而这是不可能的。

因此,“事件视界望远镜”(EHT)合作项目用了逾10年时间,打造了一个地球大小的计算机虚拟望远镜,把世界各地的不同望远镜接收到的信号整合在一起。

然而,由于望远镜所处位置的数量有限,这些望远镜只能捕捉到一部分频率,留下了大块的信息空白。

博曼说:“打个比方,你可以把EHT的观测结果想象成一首乐曲中的音符;每个观测结果都对应着一个音符的音。”

她说:“用EHT观测黑洞,就像是听人用一架一半以上琴键都坏了的钢琴演奏乐曲。”

这种观测方法留下了大量的空白,而符合现有数据的填补这些空白的方式有无限种可能。

她总结说:“但即使一首乐曲是用一架坏掉的钢琴演奏的,如果能够正常使用的琴键足够多,那么你的大脑可能仍然能够识别出这首乐曲。同理,我们可以设计出算法,智能填补EHT的缺失信息,从而揭示出隐藏的黑洞图像。”

虽然照片是在2017年拍摄的,但最终结果必须由在世界各地工作的4个EHT小组完成独立验证,以避免“人为偏倚”。

他们制作的4张影像虽然略有不同,但都包含着相同的基本结构。

博曼回忆说:“第一次看到这些影像真的很神奇,那是我一生中最幸福的回忆之一。”在发表证词的整个过程中,她一直保持着灿烂的笑容。

2019年4月10日公布于众的最终影像是经过旨在消除人为偏倚的算法进一步调整后的4张影像的合成结果。

博曼说,刚开始加入EHT项目时,她还是麻省理工学院学习计算机视觉的一名研究生。她发现该项目与她根据核磁共振成像扫描仪得到的有限数据制作脑成像的工作有着惊人的相似之处。

她说:“因此,尽管这个项目远在我的核心研究领域之外,而且我也没有天体物理学方面的背景,更不用说黑洞了,但我希望自己能够发挥作用。”

她还说,参加这个项目的年轻科学家来自各个领域,从博士后到本科生都有,他们所做的工作对这个项目也至关重要。

她说:“然而,就像黑洞一样,许多作出重要贡献的年轻科学家往往不为人知。”(来源:参考消息网)