کیتی بومن، محققی که دیدگاه ما به سیاهچاله‌ها را متحول کرد

۲۱ فروردین ماه امسال روز مهمی برای جامعه علمی بود. به لطف پروژه «تلسکوپ Event Horizon» برای اولین بار تصویری که از زمین از یک سیاهچاله گرفته شده بود منتشر شد. اما در پس این موضوع مهم الگوریتیمی نهفته بود که توسط تعدادی از محققان از جمله « کیتی بومن » یک فارغ التحصیل MIT توسعه داده شده بود.

سیاهچاله ها بسیار از ما دور هستند و البته ابعاد فشرده ای هم دارند. به همین دلیل تصویر برداری از آنها به هیچ وجه فرایند ساده ای نیست. علاوه بر این از نظر مفهومی این گونه تصور می شود که سیاهچاله ها نامرئی هستند با این حال اگر اجرامی در اطراف آنها باشد، می توان سایه آنها را مشاهده کرد.

تصویر اخیر توسط تیمی از ۲۰۰ دانشمند از سراسر جهان رونمایی شد. در این پروژه با تکنیکی به نام تداخل سنجی  از میلیون ها گیگابایت اطلاعات از کهکشان M87 (یا Messier 87) بهره گرفته شد. این اطلاعات توسط مجموعه ای از ۸ تلسکوپ از سراسر جهان به دست آمده بود. اما همچنان داده های زیادی وجود داشت که باید فضاهای خالی اطلاعات موجود را پر می کرد.

کتی بومن

خوشحالی کیتی بومن در لحظه ای که پردازش اولین تصویر سیاهچاله تکمیل شد.

تمامی تلاش ها برای تهیه این تصویر بدون کیتی بومن ممکن نبود. ۳ سال قبل بومن تلاش برای توسعه الگوریتم ویژه ای را آغاز کرد که در نهایت به پاسخی برای فضای خالی اطلاعات بدل شد. الگوریتم بومن (و البته دیگران) وسیله ای شد تا تکه های پازل تصویر را در کنار هم قرار دهد.

تصاویری که توسط تلسکوپ ها دریافت شده بود شامل داده های پر نویز و پراکنده بود. در طول سال های اخیر بومن مسئول تأیید تصاویر و انتخاب پارامترهای تصویر برداری شد.بومن در این باره می گوید:

«ما روش هایی برای تولید داده های مصنوعی توسعه دادیم، از الگوریتم های مختلفی استفاده کردیم و آنها را کور کورانه آزمایش کردیم تا ببینیم آیا می توان تصویر را بهبود داد»

«ما نمی خواستیم تنها یک الگوریتم توسعه دهیم، بلکه قصد داشتیم الگوریتم های مختلف با فرضیات متنوع را توسعه دهیم».

نتیجه تمامی این تلاش ها به تصویری از یک ساختار حلقه مانند منجر شد؛ همان چیزی که اینشتین در بیش از یک دهه قبل با نسبیت عام پیشبینی کرده بود. در واقع محققان با استفاده از الگوریتم های متنوع، تصاویر مختلفی را تولید کردند که همگی با هم مشابه بود. تصویری که دیروز منتشر شد حاصل ترکیبی از تصاویر به دست آمده از طریق الگوریتم های متنوع بود.

کتی بومن

توییت آزمایشگاه تحقیقاتی علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی MIT. در سمت چپ کیتی بومن با مجموعه ای از هارد دیسک های حاوی داده های تصویر سیاهچاله و در سمت راست مارگرت همیلتون محقق به همراه کدهایی که به قدم گذشتن انسان ها بر ماه کمک کرد. به گفته این آزمایشگاه تصویری که با تلسکوپ های رادیویی ثبت شده مشابه این است که عکس یک گریپ فروت روی ماه را ثبت کنید.

به گفته «وینسنت فیش» یکی از محققان تلسکوپ هِی استَک در MIT، بومن بخش اصلی یکی از تیم های تصویربرداری بود. به گفته فیش با اینکه محققان ارشد هم روی این پروژه کار کرده اند اما اعضای تازه کار تر از جمله بومن سهم قابل توجهی در آن داشتند. بخش مرتبط با تصاویر بیشتر توسط محققان تازه کار از جمله فارغ التحصیلان و محققان فوق دکترا پیش برده شد.

کیتی بومن معتقد است: «هیچ کدام از ما به تنهایی نمی توانست این کار را انجام دهد. این موضوع به دلیل تلاش های افراد متعدد با پیش زمینه های مختلف اتفاق افتاد». بومن از پاییز سال جاری تدریس در انستیتو فناوری کالیفرنیا را به عنوان استادیار آغاز می کند.

لینک منبع اصلی