• Лицезреть невозможное. Люди увидели черную дыру благодаря алгоритму молодой девушки

    В среду человечество получило первую в истории фотографию горизонта событий черной дыры. Это стало доказательством существования таких объектов. Но некоторое время назад стало известно, что открытие — заслуга не только мощнейших телескопов, но и 29-летней Кэтрин Боуман из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. И вот почему.

    Изображение получилось благодаря проекту Event Horizon, который запустили в 2012 году. С тех пор восемь телескопов по всему миру следили за черными дырами, пытаясь сделать хоть какое-то изображение. Последние два года телескопы работали как один и смотрели в отдаленную галактику Messier 87, расположенную в 54 миллионах световых лет от земли.

    В итоге астрофизики зафиксировали тень черной дыры — кольцо излучения и материи на краю горизонта событий. Наблюдения продолжались 10 дней в апреле 2017 года, а все остальное время ученые обрабатывали данные, ведь каждый телескоп получил по 500 терабайт информации.

    И пока мы обсуждали событие, мы забыли про самое главное: кому должны достаться все лавры? Как оказалось, героем нашего времени стала 29-летняя Кэтрин Боуман из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Именно она разработала алгоритм, по которому удалось сшить фотографии черной дыры и получить одну более-менее четкую и понятную.

    По информации The Washington Post, девушка была участником команды Event Horizon Telescope, которая 10 апреля показала изображение горизонта событий черной дыры. Боуман никому не сказала о своей разработке, кроме коллег, однако не смогла молчать, когда на пресс-конференции показали результат ее работы.

    Боуман работала над алгоритмом практически шесть лет — с тех пор, как она выпустилась из Массачусетского института технологий. Она была одним из порядка 30 компьютерщиков, кто использовал алгоритмы для изучения данных, полученных проектом Event Horizon.

    Телескопы проекта собирали высокочастотные радиоволны из черной дыры в галактике Messier 87, однако они были очень обрывистыми. Во-первых, мешала земная атмосфера и скромность измерений, которая давала «бесконечное число возможных изображений».

    Боуман на самом деле не является астрономом. Сайту The Washington Post девушка рассказала, что мельком слышала про проект с черными дырами и толком не понимала, что это такое. Однако ей назначили встречу с директором проекта Event Horizon Шепом Доулманом, где он и попытался расставить все по полочкам.

    «Я ничего не поняла, но ушла со встречи с мыслью, что это то, над чем я хочу работать. Мне стало интересно, как мы можем изучить или измерить вещи, которые невидимы для нас, и как разработать уникальные виды инструментария и алгоритмов, чтобы измерить то, что невозможно измерить стандартными инструментами», — сказала Боуман.

    Девушка также рассказала, какова роль алгоритмов в работе над изображением горизонта событий черной дыры. Боуман объяснила, что для каждых двух телескопов была измерена пространственная частота, которая показывает, как быстро происходят изменения. Эти данные выглядят как пиксель в изображении. После этого ученые изучали метод, с помощью которого можно получить эту редкую информацию. В конце концов исследователи пришли к способу, который дал понять, что именно эта совокупность фотографий самая удачная. Сложность была в том, что ученые не хотели впихивать дополнительную информацию в уже имеющуюся проблему, чтобы не сделать результаты предвзятыми.

    «Нам потребовалось огромное количество времени, чтобы убедиться, что то, что мы видим, реальное, а не просто штука, которую мы подсознательно вложили в данные», — поделилась Боуман. Для этого специалистов разделили на группы, занимающиеся разными видами алгоритмов. Им не разрешали обсуждать работу друг друга, чтобы данные были наиболее точными.

    У команды Боуман получилось кольцо, которое нам представили 10 апреля. Потом все группы исследователей встретились в Кембридже, где показали свои результаты. У всех было почти одинаковое изображение.

    «Это был самый лучший момент, который был со мной на проекте», — поделилась девушка.