桂子先导
黑洞的背后！？
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黑洞的背后竟是位29岁女博士！
只有29岁？
4月10号，人类的历史新添了浓墨重彩的一笔。第一张黑洞照片首次公布于世。
不过，这张图片并非普通意义上的黑洞照片，它不是直接快门一按就可以拍摄出来，而是需要分布在全球各地的许多天文望远镜在同一时间“按下快门”，记录无线电数据。之后由一支精锐的算法团队“拼”出来。而这支算法团队的领导者就是来自美国麻省理工学院的年仅29岁的博士生凯蒂 布曼！
布曼参与这个项目已有6年了，当时她还是麻省理工的计算机科学和人工智能专业的研究生，正在攻读计算机视觉博士学位。她曾在麻省理工学院的计算机科学与人工智能实验室和海斯塔克天文台，以及哈佛史密森天体物理中心工作了几年。现在，凯蒂·布曼是加州理工学院的一名助理教授。
拍摄最近黑洞
需要地球直径大小望远镜
研究人员称，用地球上一个望远镜来看到一个黑洞图像是不可能的。
凯蒂·布曼（KatieBouman）说：“距离我们最近的黑洞是如此之小，等同于在地球上拍摄月球上一个柚子。要拍摄到这么小物体的细节，你将需要一个地球大小的望远镜。”
布曼说，虽然地球的直径不超过13000公里，但这个望远镜将需要10000公里的直径才能拍摄出黑洞的图像。
麻省理工学院称，这个由麻省理工学院提出的解决方案是使用无线电信号，从世界各地“不同的位置”进行测量。六个天文台目前已经同意参加这一计划。
布曼说：“就像无线电频率如何透过墙壁一样，它们将穿过银河系里的灰尘。由于地球和银河系中心之间存在太多的东西，我们将永远无法利用可见光波长看到我们银河系中心。”
她说，布曼算法（Bouman’salgorithm）旨在填充各个望远镜观察所得数据之间的漏洞，从而基于所述数据绘制出一幅已知黑洞的图像。
搞定200万GB的硬盘
6月，凯蒂的算法才终于可以开始实战，她收到了一堆装着黑洞观测数据的硬盘：这些硬盘足有半吨，从世界各地用飞机运来。数量之大，甚至让人联想到1969年玛格丽特·汉密尔顿为阿波罗11号登月而准备的一人高的代码。这些硬盘中的数据，来自智利、夏威夷、南极洲、亚利桑那、西班牙、墨西哥六个地方的一共八台天文望远镜。
天文望远镜获取的数据量非常大，一晚上就能收集到2PB（约2000TB）。如此庞大的数据难以用网络传输，必须装到硬盘里，空运到MIT。
而且，这半吨硬盘里的数据不仅仅是黑洞，还包含天空中的各种复杂、凌乱的数据，凯蒂要靠这些数据，拼出一张完整的黑洞写真。
本来，根据射电望远镜数据还原天体图像需要人类天文学家参与。然而面对PB级稀疏、嘈杂的数据，想靠人力从中找出图像太难了。于是，他们使用了机器学习方法。
虽然这支团队已经花了好几年的时间构建算法，在合成数据上实验，但直到有了这些硬盘，他们才能真正知道他们的算法，是不是真的能捕捉到不可见的黑洞。
这项任务究竟难度如何？就好比一颗鹅卵石扔进池塘，你要通过石头入水瞬间的涟漪，借助算法还原石头的模样。
黑洞，就像是这颗已经沉入水底无法看见的鹅卵石。不同望远镜收到的两股无线电波相遇，就起了涟漪，学名叫做“干涉”。
而凯蒂提出的CHIRP算法，便是依靠干涉来重建黑洞。
具体来说，从银河中心传来的无线电信号，到达两台望远镜的时间是不一样的，干涉也是这样发生的。
所以说，重建黑洞照片，最重要的就是时间差。
可是，地球有厚重的大气层保护着，无线电波穿过大气层的时候，速度会变慢，时间的测定也就不够准确了。
半吨硬盘的数据量处理起来，工程量还是太大了。
洗照片的过程中，一度有四个团队同时工作，每个团队负责分析一部分数据。
原本预计一年洗好的照片，花了两年时间才让世界看到。
除了耗时之外，小姐姐也说过，团队就是一口大锅，里面有天文学家，物理学家，数学家，工程师……如果不是这样，也不可能完成这个从前看来不可能的任务。
新方法有助于研究黑洞环境
布曼说，这种新的成像方法将非常有助于研究黑洞周围的环境，并证明爱因斯坦的广义相对论。她说，如果最终根据爱因斯坦的理论预计形成的图像显示出一个黑洞，这将是该理论即使在“极端的情况下”也能够适用的“巨大证据”。
当环境条件最有利于望远镜可见度的时候，观察将于明年春天开始。一旦所有的数据被收集完毕之后，布曼希望立即开始制作黑洞图像，这个过程被她比作拼图。
“即使我们做出过一些预测和人类生产出一些星际电影之类的视频，但我们从来没有真正看到过黑洞是什么样子。现在居然能探测它并构建这些图像，这一进步真是伟大的。”
桂公子说：
布曼并非天文学家，她的专业是电脑科学和电子工程。她先前在攻读有关电脑视觉(computervision)领域的博士学位时，因缘际会加入EHT这个项目，但她一开始对黑洞一无所知。凭着后来的努力与对看不见事物的兴趣，她最终成为人类首张黑洞图片的幕后功臣。
（整理自搜狐、微信、百度等网站）
桂子先导工作室出品
文案·刘文婷
排版·王雨欣
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@桂公子
