天文学家准备新的演算法为拍摄有史以来第一张黑洞的照片
画家印象中的黑洞一件关于黑洞有趣的事,是我们从未实际看过黑洞。事实上,黑洞存在的唯一直接证据,来自于去年发现的重力波,以两个合并中的黑洞的形式。但由于一项名为事件视界望远镜 (Event Horizon Telescope EHT)的国际合作,天文学家现在正准备为座落于银河系中心的人马座A*(Sagittarius A*),制作一张黑洞图片。
这项合作将使用围绕于地球的九个无线电望远镜,来创造出一个涵盖更为宽阔的地区的虚拟望远镜,称为干涉度量学(interferometry)。
然而,为了要执行这项任务,需要有点技巧,而这是MIT小组加入的地方。
他们发展出一套演算法(描述于论文中),使用太空的其他图片来创造出结合观察数据的交织图案。
这套演算法称为贴片优先使用的连续高解析度图像重建(Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors,CHIRP)。
其结果是它应该让我们直接画出黑洞。
没有参与论文的以色列理工学院(Israel's Technion)电机工程教授Yoav Schechner对MIT新闻说:「假设你要一颗棒球的高解析度影片,弹道轨迹的本质是关于球轨迹的优先具备知识。
大体上,优先具备知识限制了对未知事物的追求,因此,使用稀疏的补获数据,能够妥善地确定球在时空中确切的状态。
」我们需要这么大的一个望远镜的原因之一,是黑洞位于非常遥远的地方而且非常小。
举例来说,人马座A*仅仅是太阳直径的17倍,但距离是2万5千光年。
领导演算法发展的MIT大学毕业生Katie Bouman对MIT新闻说:「对银河系中心的黑洞拍照,等同于对月亮上的葡萄柚拍照,但是是用无线电望远镜。
要照出这么小的东西,意味着我们需要直径为一万公里的望远镜。
这不切实际,因为地球的直径甚至不到1万3千公里。
」使用围绕于地球的望远镜,将让EHT计画的天文学家达成这样的解析度。
而且在拼凑所有的观察,来使得这项有企图的努力变为可能,新的CHIRP演算法将是不可或缺的。
还没有一个2017年明确的日期,我们能期待第一张黑洞图片。
但对于它何时能开始操作的每一个理由,都是令人兴奋的。
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