【關鍵少數】29歲MIT女科學家耗費6年 開發演算法還原黑洞真面目

吳洛瑩 2019年04月13日 10:01:00

藉美國女科學家布曼所開發的演算法幫助,人類有史以來第一張黑洞圖片得以問世。(取自Katie Bouman臉書)

2019年4月10日人類首次窺見與地球相距5500萬光年的黑洞樣貌。

 

從天地洪荒到21世紀,從愛因斯坦、霍金再加上上百位全球科學家的智慧層層堆疊,為世人揭開了宇宙深淵的真面目。其中,年僅29歲的美國女科學家布曼(Katie Bouman)在這個重大的天文發現中,扮演了重要的「關鍵少數」。

 

「我現在難以置信地看著我第一次做出來的黑洞影像被重建。」布曼個人臉書的大頭照配著這行興奮滿溢的文字,因為這次拍攝黑洞所需要的演算法就是由她所開發,蒐集事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,EHT)取得的海量觀測數據後,用演算法加以分析而成影像。

 

 

研究黑洞影像演算法6

 

被稱為「黑洞影像背後的女性推手」的布曼,目前是哈佛-史密森尼天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的博士後研究員,2017年她取得麻省理工學院電子工程和電腦科學博士學位,還在學時就已投入演算法研究計畫,並由來自麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室、海斯塔克天文台(MIT Haystack Observatory)以及哈佛史密森尼天體物理中心的團隊共同協助。

 

 

布曼說:「我第一次看到它(黑洞照片)時,我們都難以置信,這非常壯觀。」

 

麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室也祝賀道:「3年前自MIT畢業的凱特布曼主持編纂了新的演算法,生成史上第一張黑洞影像。今天這張照片發布了!」

 

 

解密黑洞 全球200名科學家組科學大熔爐 

 

布曼目前也是加州理工學院(California Institute of Technology)電腦與數學科學系助理教授,自己的成就受到讚揚後,她告訴《有線電視新聞網》(CNN):「沒有人能獨立完成創舉。讓計畫一起實現的是許多來自不同背景、彼此相異的人們。」

 

這次參與事件視界望遠鏡黑洞拍攝計畫的科學家,涵蓋全球200名,其中也包括台灣團隊。但要拍到直徑400億公里、質量為太陽65億倍的神祕黑洞,科學家們用了8座電波望遠鏡陣列組成,散佈在南極、智利、夏威夷等地,然後再把取得的數據儲存在上百個硬碟之上,送往美國波士頓和波恩的中央處理中心。

 

 

為了要還原經過千萬光年遠道而來的黑洞無線電波,布曼領導團隊測試了不同假設的演算法,要找出哪一種才可以去除大氣干擾的雜訊,還原數據組成的影像,最後由4個團隊獨立、互相不受影響的分析演算法結果,建立分析準確性。

 

布曼說,這個團隊就像一個大熔爐,有天文學家、物理學家、工程師和數學家,才能一起達成原本被視為不可能的任務。

 

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