TEDxBeaconStreet
Katie Bouman: How to take a picture of a black hole
Кејти Бауман (Katie Bouman): Како усликати црну рупу?
Filmed:
Readability: 4.5
5,455,257 views
У средишу Млечног пута постоји супермасивна црна рупа која функционише тако што се колут врелог гаса окреће и гута све што се осмели да јој приђе преблизу, па чак и светло. Не можемо је видети, али њен хоризонт догађаја баца сенку, а слика те сенке нам може помоћи да одговоримо на нека питања о универзуму. Научници су мислили да ће за стварање такве слике бити потребан телескоп величине Земље, док Кејти Бауман и тим астронома нису осмислили паметно алтернативно решење. Сазнајте више о томе како можемо да видимо у потпуном мраку.
Katie Bouman - Imaging scientist
Katie Bouman is part of an international team of astronomers that's creating the world's largest telescope to take the very first picture of a black hole. Full bio
Katie Bouman is part of an international team of astronomers that's creating the world's largest telescope to take the very first picture of a black hole. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
У филму „Међузвездани“
00:13
In the movie "Interstellar,"
0
1436
1860
можемо изблиза видети
супермасивну црну рупу.
супермасивну црну рупу.
00:15
we get an up-close look
at a supermassive black hole.
at a supermassive black hole.
1
3320
3327
00:18
Set against a backdrop of bright gas,
2
6671
2143
Смештена иза светлог гаса,
огромна гравитација ове црне рупе
00:20
the black hole's massive
gravitational pull
gravitational pull
3
8838
2118
савија светлост у прстен.
00:22
bends light into a ring.
4
10980
1435
Међутим, ово није права фотографија,
00:24
However, this isn't a real photograph,
5
12439
2109
већ компјутерски графички приказ,
00:26
but a computer graphic rendering --
6
14572
1786
уметничка интерпретација
могућег изгледа црне рупе.
могућег изгледа црне рупе.
00:28
an artistic interpretation
of what a black hole might look like.
of what a black hole might look like.
7
16382
3390
Пре сто година,
00:32
A hundred years ago,
8
20401
1166
Алберт Ајнштајн је први пут објавио
општу теорију релативности.
општу теорију релативности.
00:33
Albert Einstein first published
his theory of general relativity.
his theory of general relativity.
9
21591
3601
У годинама које су уследиле,
00:37
In the years since then,
10
25216
1439
научници су обезбедили
много доказа у прилог те теорије.
много доказа у прилог те теорије.
00:38
scientists have provided
a lot of evidence in support of it.
a lot of evidence in support of it.
11
26679
2973
Ипак, једна ствар коју ова теорија
предвиђа, црне рупе,
предвиђа, црне рупе,
00:41
But one thing predicted
from this theory, black holes,
from this theory, black holes,
12
29676
3084
још увек нису директно уочене.
00:44
still have not been directly observed.
13
32784
2350
Иако имамо неку представу о томе
како би црна рупа могла изгледати,
како би црна рупа могла изгледати,
00:47
Although we have some idea
as to what a black hole might look like,
as to what a black hole might look like,
14
35158
3206
никада заправо нисмо и усликали неку.
00:50
we've never actually taken
a picture of one before.
a picture of one before.
15
38388
2779
Ипак, можда ће вас изненадити сазнање
да се ово ускоро може променити.
да се ово ускоро може променити.
00:53
However, you might be surprised to know
that that may soon change.
that that may soon change.
16
41191
4279
Можда ћемо видети прву слику црне рупе
у наредних пар година.
у наредних пар година.
00:57
We may be seeing our first picture
of a black hole in the next couple years.
of a black hole in the next couple years.
17
45494
4164
Добијање те прве слике ће зависити
од интернационалног тима научника,
од интернационалног тима научника,
01:01
Getting this first picture will come down
to an international team of scientists,
to an international team of scientists,
18
49682
3958
телескопа величине Земље
01:05
an Earth-sized telescope
19
53664
1567
и алгоритма који спаја делове
у коначну слику.
у коначну слику.
01:07
and an algorithm that puts together
the final picture.
the final picture.
20
55255
2832
Иако нећу моћи да вам покажем
праву слику црне рупе данас,
праву слику црне рупе данас,
01:10
Although I won't be able to show you
a real picture of a black hole today,
a real picture of a black hole today,
21
58111
3528
желим да вам дам кратак увид
у напоре које укључује
у напоре које укључује
01:13
I'd like to give you a brief glimpse
into the effort involved
into the effort involved
22
61663
2911
добијање те прве слике.
01:16
in getting that first picture.
23
64598
1613
Моје име је Кејти Бауман
01:19
My name is Katie Bouman,
24
67477
1437
и докторант сам на МИТ-у.
01:20
and I'm a PhD student at MIT.
25
68938
2566
Вршим истраживања
у компјутерској научној лабораторији
у компјутерској научној лабораторији
01:23
I do research in a computer science lab
26
71528
2027
01:25
that works on making computers
see through images and video.
see through images and video.
27
73579
3298
која ради на оспособљавању компјутера
да виде кроз слике и снимке.
да виде кроз слике и снимке.
01:28
But although I'm not an astronomer,
28
76901
2162
Иако нисам астроном,
данас желим да вам покажем
01:31
today I'd like to show you
29
79087
1285
како сам успела да допринесем
овом узбудљивом пројекту.
овом узбудљивом пројекту.
01:32
how I've been able to contribute
to this exciting project.
to this exciting project.
30
80396
2903
Ако прођете јарка градска светла вечерас,
01:35
If you go out past
the bright city lights tonight,
the bright city lights tonight,
31
83323
2831
можда ћете имати среће
да угледате невероватан призор
да угледате невероватан призор
01:38
you may just be lucky enough
to see a stunning view
to see a stunning view
32
86178
2436
галаксије Млечни пут.
01:40
of the Milky Way Galaxy.
33
88638
1493
Ако бисте могли да пројурите
поред милиона звезда,
поред милиона звезда,
01:42
And if you could zoom past
millions of stars,
millions of stars,
34
90155
2462
01:44
26,000 light-years toward the heart
of the spiraling Milky Way,
of the spiraling Milky Way,
35
92641
3755
26 000 светлосних година
према центру спиралног Млечног пута,
према центру спиралног Млечног пута,
на крају бисмо стигли
до групе звезда тачно у центру.
до групе звезда тачно у центру.
01:48
we'd eventually reach
a cluster of stars right at the center.
a cluster of stars right at the center.
36
96420
3521
Завирујући кроз галактичку прашину
помоћу инфрацрвених телескопа,
помоћу инфрацрвених телескопа,
01:51
Peering past all the galactic dust
with infrared telescopes,
with infrared telescopes,
37
99965
3206
астрономи посматрају ове звезде
више од 16 година.
више од 16 година.
01:55
astronomers have watched these stars
for over 16 years.
for over 16 years.
38
103195
3867
Међутим, оно што не виде
је најспектакуларније.
је најспектакуларније.
01:59
But it's what they don't see
that is the most spectacular.
that is the most spectacular.
39
107086
3589
Делује као да ове звезде круже
око невидљивог предмета.
око невидљивог предмета.
02:02
These stars seem to orbit
an invisible object.
an invisible object.
40
110699
3066
Пратећи кретање ових звезда,
02:05
By tracking the paths of these stars,
41
113789
2323
астрономи су закључили
02:08
astronomers have concluded
42
116136
1294
да је једина довољно мала и тешка ствар
да проузрокује ово кретање
да проузрокује ово кретање
02:09
that the only thing small and heavy
enough to cause this motion
enough to cause this motion
43
117454
3129
супермасивна црна рупа,
02:12
is a supermassive black hole --
44
120607
1968
ствар која је толико густа да гута
све што јој приђе довољно близу,
све што јој приђе довољно близу,
02:14
an object so dense that it sucks up
anything that ventures too close --
anything that ventures too close --
45
122599
4178
па чак и светлост.
02:18
even light.
46
126801
1494
Али, шта се дешава
ако увећамо слику још више?
ако увећамо слику још више?
02:20
But what happens if we were
to zoom in even further?
to zoom in even further?
47
128319
3061
Да ли је могуће видети нешто
што је, по дефиницији, немогуће видети?
што је, по дефиницији, немогуће видети?
02:23
Is it possible to see something
that, by definition, is impossible to see?
that, by definition, is impossible to see?
48
131404
4733
Па, испоставило се да, ако бисмо
је увећали преко радио-таласа,
је увећали преко радио-таласа,
02:28
Well, it turns out that if we were
to zoom in at radio wavelengths,
to zoom in at radio wavelengths,
49
136719
3244
очекивали бисмо да видимо светлосни прстен
02:31
we'd expect to see a ring of light
50
139987
1682
02:33
caused by the gravitational
lensing of hot plasma
lensing of hot plasma
51
141693
2411
који је настао због гравитационог
искривљења вреле плазме
искривљења вреле плазме
02:36
zipping around the black hole.
52
144128
1829
која се брзо креће око црне рупе.
02:37
In other words,
53
145981
1160
Другим речима,
црна рупа баца сенку
на ову позадину светлог материјала,
на ову позадину светлог материјала,
02:39
the black hole casts a shadow
on this backdrop of bright material,
on this backdrop of bright material,
54
147165
3171
исцртавајући мрачну сферу.
02:42
carving out a sphere of darkness.
55
150360
1842
Овај светлосни прстен открива
хоризонт догађаја црне рупе,
хоризонт догађаја црне рупе,
02:44
This bright ring reveals
the black hole's event horizon,
the black hole's event horizon,
56
152226
3339
на ком гравитација постаје толико јака
02:47
where the gravitational pull
becomes so great
becomes so great
57
155589
2400
да јој не може побећи чак ни светлост.
02:50
that not even light can escape.
58
158013
1626
02:51
Einstein's equations predict
the size and shape of this ring,
the size and shape of this ring,
59
159663
2859
Ајнштајнова теорија предвиђа
величину и облик овог прстена,
величину и облик овог прстена,
02:54
so taking a picture of it
wouldn't only be really cool,
wouldn't only be really cool,
60
162546
3208
па усликавање овога
не би било само интересантно,
не би било само интересантно,
већ би помогло и да се потврди
да су ове једначине одрживе
да су ове једначине одрживе
02:57
it would also help to verify
that these equations hold
that these equations hold
61
165778
2618
у екстремним условима око црне рупе.
03:00
in the extreme conditions
around the black hole.
around the black hole.
62
168420
2466
Међутим, ова црна рупа
је толико далеко од нас
је толико далеко од нас
03:02
However, this black hole
is so far away from us,
is so far away from us,
63
170910
2558
да са Земље овај прстен
делује као невероватно мали,
делује као невероватно мали,
03:05
that from Earth, this ring appears
incredibly small --
incredibly small --
64
173492
3098
исте величине за нас као поморанџа
на површини Месеца.
на површини Месеца.
03:08
the same size to us as an orange
on the surface of the moon.
on the surface of the moon.
65
176614
3590
Због тога је њено усликавање
изузетно тешко.
изузетно тешко.
03:12
That makes taking a picture of it
extremely difficult.
extremely difficult.
66
180758
2824
Зашто се то дешава?
03:16
Why is that?
67
184645
1302
Па, све се своди на једноставну једначину.
03:18
Well, it all comes down
to a simple equation.
to a simple equation.
68
186512
3188
Због појаве под именом преламање,
03:21
Due to a phenomenon called diffraction,
69
189724
2416
постоје основна ограничења
03:24
there are fundamental limits
70
192164
1355
за најмање предмете које можемо видети.
03:25
to the smallest objects
that we can possibly see.
that we can possibly see.
71
193543
2670
Ова главна једначина каже да,
да бисмо видели све мање ствари,
да бисмо видели све мање ствари,
03:28
This governing equation says
that in order to see smaller and smaller,
that in order to see smaller and smaller,
72
196789
3672
треба да правимо све веће телескопе.
03:32
we need to make our telescope
bigger and bigger.
bigger and bigger.
73
200485
2587
Међутим, чак и са најмоћнијим
оптичким телескопом овде, на Земљи,
оптичким телескопом овде, на Земљи,
03:35
But even with the most powerful
optical telescopes here on Earth,
optical telescopes here on Earth,
74
203096
3069
не можемо чак ни да се приближимо
резолуцији која је потребна
резолуцији која је потребна
03:38
we can't even get close
to the resolution necessary
to the resolution necessary
75
206189
2419
03:40
to image on the surface of the moon.
76
208632
2198
да се услика површина на Месецу.
03:42
In fact, here I show one of the highest
resolution images ever taken
resolution images ever taken
77
210854
3617
Заправо, овде показујем слику
са највећом резолуцијом свих времена
са највећом резолуцијом свих времена
на којој је усликан Месец са Земље.
03:46
of the moon from Earth.
78
214495
1397
03:47
It contains roughly 13,000 pixels,
79
215916
2557
Садржи отприлике 13 000 пиксела,
а ипак би сваки пиксел садржао
преко 1,5 милиона поморанџи.
преко 1,5 милиона поморанџи.
03:50
and yet each pixel would contain
over 1.5 million oranges.
over 1.5 million oranges.
80
218497
4050
Па, колики је то телескоп
који нам је потребан
који нам је потребан
03:55
So how big of a telescope do we need
81
223396
1972
03:57
in order to see an orange
on the surface of the moon
on the surface of the moon
82
225392
2765
да видимо поморанџу на површини Месеца
и, по аналогији, нашу црну рупу?
04:00
and, by extension, our black hole?
83
228181
2214
Па, испоставило се уз много прорачуна
04:02
Well, it turns out
that by crunching the numbers,
that by crunching the numbers,
84
230419
2340
да лако можете да израчунате
да би нам био потребан телескоп
да би нам био потребан телескоп
04:04
you can easily calculate
that we would need a telescope
that we would need a telescope
85
232783
2610
величине читаве Земље.
04:07
the size of the entire Earth.
86
235417
1393
(Смех)
04:08
(Laughter)
87
236834
1024
Ако бисмо изградили
овај телескоп величине Земље,
овај телескоп величине Земље,
04:09
If we could build
this Earth-sized telescope,
this Earth-sized telescope,
88
237882
2119
тек бисмо почели да разазнајемо
препознатљиви светлосни прстен
препознатљиви светлосни прстен
04:12
we could just start to make out
that distinctive ring of light
that distinctive ring of light
89
240025
2925
који указује на постојање
хоризонта догађаја црне рупе.
хоризонта догађаја црне рупе.
04:14
indicative of the black
hole's event horizon.
hole's event horizon.
90
242974
2183
Иако ова слика не би садржала
све детаље које видимо
све детаље које видимо
04:17
Although this picture wouldn't contain
all the detail we see
all the detail we see
91
245181
2918
у компјутерским графичким приказима,
04:20
in computer graphic renderings,
92
248123
1506
омогућила би нам
да безбедно бацимо први поглед
да безбедно бацимо први поглед
04:21
it would allow us to safely get
our first glimpse
our first glimpse
93
249653
2299
на непосредно окружење око црне рупе.
04:23
of the immediate environment
around a black hole.
around a black hole.
94
251976
2487
Међутим, као што можете да замислите,
04:26
However, as you can imagine,
95
254487
1613
изградња једносложног телескопа
величине Земље је немогућа.
величине Земље је немогућа.
04:28
building a single-dish telescope
the size of the Earth is impossible.
the size of the Earth is impossible.
96
256124
3624
Међутим, изражено
прослављеним речима Мика Џегера:
прослављеним речима Мика Џегера:
04:31
But in the famous words of Mick Jagger,
97
259772
1887
04:33
"You can't always get what you want,
98
261683
1791
„Не можеш увек добити оно што желиш,
04:35
but if you try sometimes,
you just might find
you just might find
99
263498
2187
али ако понекад покушаш,
можда откријеш да добијаш шта ти треба.“
можда откријеш да добијаш шта ти треба.“
04:37
you get what you need."
100
265709
1215
А повезивањем телескопа широм света,
04:38
And by connecting telescopes
from around the world,
from around the world,
101
266948
2464
интернационална сарадња под именом
„Телескоп Хоризонт догађаја“
„Телескоп Хоризонт догађаја“
04:41
an international collaboration
called the Event Horizon Telescope
called the Event Horizon Telescope
102
269436
3538
ствара компјутерски телескоп
величине Земље
величине Земље
04:44
is creating a computational telescope
the size of the Earth,
the size of the Earth,
103
272998
3109
који ће моћи да разреши структуру
04:48
capable of resolving structure
104
276131
1537
на нивоу хоризонта догађаја црне рупе.
04:49
on the scale of a black
hole's event horizon.
hole's event horizon.
105
277692
2199
Планира се да ова мрежа телескопа
04:51
This network of telescopes is scheduled
to take its very first picture
to take its very first picture
106
279915
3387
направи своју прву слику
црне рупе следеће године.
црне рупе следеће године.
04:55
of a black hole next year.
107
283326
1815
Сви телескопи у светској мрежи
раде удружено.
раде удружено.
04:57
Each telescope in the worldwide
network works together.
network works together.
108
285165
3338
Повезани кроз прецизно мерење времена
уз помоћ атомских часовника,
уз помоћ атомских часовника,
05:00
Linked through the precise timing
of atomic clocks,
of atomic clocks,
109
288527
2712
05:03
teams of researchers at each
of the sights freeze light
of the sights freeze light
110
291263
2657
тимови истраживача
на свакој од локација замрзавају светлост
на свакој од локација замрзавају светлост
05:05
by collecting thousands
of terabytes of data.
of terabytes of data.
111
293944
2962
прикупљајући хиљада терабајтова података.
05:08
This data is then processed in a lab
right here in Massachusetts.
right here in Massachusetts.
112
296930
5017
Ови подаци се обрађују у лабораторији
управо овде, у Масачусетсу.
управо овде, у Масачусетсу.
05:13
So how does this even work?
113
301971
1794
Па, како ово уопште функционише?
05:15
Remember if we want to see the black hole
in the center of our galaxy,
in the center of our galaxy,
114
303789
3403
Сећате се да, ако желимо да видимо
црну рупу у центру наше галаксије,
црну рупу у центру наше галаксије,
треба да изградимо немогуће велики
телескоп величине Земље?
телескоп величине Земље?
05:19
we need to build this impossibly large
Earth-sized telescope?
Earth-sized telescope?
115
307216
2982
Претварајмо се на тренутак
да бисмо могли да изградимо
да бисмо могли да изградимо
05:22
For just a second,
let's pretend we could build
let's pretend we could build
116
310222
2232
05:24
a telescope the size of the Earth.
117
312478
1842
телескоп величине Земље.
Ово би било помало
као да претварамо Земљу
као да претварамо Земљу
05:26
This would be a little bit
like turning the Earth
like turning the Earth
118
314344
2455
у џиновску диско куглу која се врти.
05:28
into a giant spinning disco ball.
119
316823
1747
Свако појединачно огледалце
прикупљало би светлост
прикупљало би светлост
05:30
Each individual mirror would collect light
120
318594
2200
коју онда можемо да укомбинујемо
у целину да створимо слику.
у целину да створимо слику.
05:32
that we could then combine
together to make a picture.
together to make a picture.
121
320818
2597
05:35
However, now let's say
we remove most of those mirrors
we remove most of those mirrors
122
323439
2661
Међутим, хајде да сада склонимо
већину ових огледала,
већину ових огледала,
05:38
so only a few remained.
123
326124
1972
тако да само пар остану.
И даље можемо да покушамо
да укомбинујемо ове информације у целину,
да укомбинујемо ове информације у целину,
05:40
We could still try to combine
this information together,
this information together,
124
328120
2877
али сада има пуно рупа.
05:43
but now there are a lot of holes.
125
331021
1993
Ова преостала огледалца представљају
места на којима имамо телескопе.
места на којима имамо телескопе.
05:45
These remaining mirrors represent
the locations where we have telescopes.
the locations where we have telescopes.
126
333038
4373
Ово је невероватно мали број мерења
да бисмо од њих направили слику.
да бисмо од њих направили слику.
05:49
This is an incredibly small number
of measurements to make a picture from.
of measurements to make a picture from.
127
337435
4079
Међутим, иако прикупљамо светлост
само на неколико локација телескопа,
само на неколико локација телескопа,
05:53
But although we only collect light
at a few telescope locations,
at a few telescope locations,
128
341538
3838
са окретањем Земље видимо
и друга, нова мерења.
и друга, нова мерења.
05:57
as the Earth rotates, we get to see
other new measurements.
other new measurements.
129
345400
3423
Другим речима, са окретањем диско кугле,
ова огледалца мењају локације
ова огледалца мењају локације
06:00
In other words, as the disco ball spins,
those mirrors change locations
those mirrors change locations
130
348847
3819
и можемо да видимо различите делове слике.
06:04
and we get to observe
different parts of the image.
different parts of the image.
131
352690
2899
Алгоритми за стварање слике које развијамо
попуњавају празнине диско кугле
попуњавају празнине диско кугле
06:07
The imaging algorithms we develop
fill in the missing gaps of the disco ball
fill in the missing gaps of the disco ball
132
355613
4018
да бисмо реконструисали слику црне рупе
која се налази у позадини.
која се налази у позадини.
06:11
in order to reconstruct
the underlying black hole image.
the underlying black hole image.
133
359655
3033
Да имамо телескопе
који се налазе свуда по свету -
који се налазе свуда по свету -
06:14
If we had telescopes located
everywhere on the globe --
everywhere on the globe --
134
362712
2636
другим речима, свуда по диско кугли -
06:17
in other words, the entire disco ball --
135
365372
1941
ово би било тривијално.
06:19
this would be trivial.
136
367337
1284
Међутим, видимо само неколико узорака
06:20
However, we only see a few samples,
and for that reason,
and for that reason,
137
368645
3322
и због тога постоји
бескрајно много могућих слика
бескрајно много могућих слика
06:23
there are an infinite number
of possible images
of possible images
138
371991
2388
06:26
that are perfectly consistent
with our telescope measurements.
with our telescope measurements.
139
374403
2964
које у потпуности одговарају
мерењима нашег телескопа.
мерењима нашег телескопа.
Међутим, нису све слике
направљене на исти начин.
направљене на исти начин.
06:29
However, not all images are created equal.
140
377391
3016
Неке од ових слика личе више од других
на оно што подразумевамо под сликама.
на оно што подразумевамо под сликама.
06:32
Some of those images look more like
what we think of as images than others.
what we think of as images than others.
141
380849
4458
Тако, моја улога у помагању
да се направи прва слика црне рупе
да се направи прва слика црне рупе
06:37
And so, my role in helping to take
the first image of a black hole
the first image of a black hole
142
385331
3222
је стварање алгоритма
да би се пронашао најприкладнији приказ
да би се пронашао најприкладнији приказ
06:40
is to design algorithms that find
the most reasonable image
the most reasonable image
143
388577
2932
који се уклапа и у телескопска мерења.
06:43
that also fits the telescope measurements.
144
391533
2222
Као што уметник форензичких скица
користи ограничене описе
користи ограничене описе
06:46
Just as a forensic sketch artist
uses limited descriptions
uses limited descriptions
145
394727
3942
да састави слику користећи
своје знање о структури лица,
своје знање о структури лица,
06:50
to piece together a picture using
their knowledge of face structure,
their knowledge of face structure,
146
398693
3514
алгоритми за добијање слике
на којима радим
на којима радим
06:54
the imaging algorithms I develop
use our limited telescope data
use our limited telescope data
147
402231
3315
користе ограничене податке телескопа
06:57
to guide us to a picture that also
looks like stuff in our universe.
looks like stuff in our universe.
148
405570
4322
да би нас довели до слике која изгледа
као ствари у нашем универзуму.
као ствари у нашем универзуму.
Користећи ове алгоритме,
можемо да саставимо слике
можемо да саставимо слике
07:01
Using these algorithms,
we're able to piece together pictures
we're able to piece together pictures
149
409916
3651
07:05
from this sparse, noisy data.
150
413591
2180
из ових оскудних, нејасних података.
07:07
So here I show a sample reconstruction
done using simulated data,
done using simulated data,
151
415795
4529
Овде вам показујем пример реконструкције
урађене помоћу симулираних података,
урађене помоћу симулираних података,
07:12
when we pretend to point our telescopes
152
420348
1933
када замишљамо да смо уперили телескопе
07:14
to the black hole
in the center of our galaxy.
in the center of our galaxy.
153
422305
2585
према црној рупи у центру наше галаксије.
07:16
Although this is just a simulation,
reconstruction such as this give us hope
reconstruction such as this give us hope
154
424914
4455
Иако је ово само симулација,
оваква реконструкција нам улива наду
оваква реконструкција нам улива наду
07:21
that we'll soon be able to reliably take
the first image of a black hole
the first image of a black hole
155
429393
3453
да ћемо ускоро моћи са сигурношћу
да направимо прву слику црне рупе
да направимо прву слику црне рупе
07:24
and from it, determine
the size of its ring.
the size of its ring.
156
432870
2595
и да из тога закључимо
величину њеног прстена.
величину њеног прстена.
07:28
Although I'd love to go on
about all the details of this algorithm,
about all the details of this algorithm,
157
436118
3199
Иако бих волела да наставим са причом
о детаљима овог алгоритма,
о детаљима овог алгоритма,
07:31
luckily for you, I don't have the time.
158
439341
2174
срећом по вас, немамо времена.
07:33
But I'd still like
to give you a brief idea
to give you a brief idea
159
441539
2001
Ипак, желим да укратко стекнете представу
07:35
of how we define
what our universe looks like,
what our universe looks like,
160
443564
2302
о томе како дефинишемо
изглед нашег универзума
изглед нашег универзума
07:37
and how we use this to reconstruct
and verify our results.
and verify our results.
161
445890
4466
и како ово користимо да реконструишемо
и потврдимо наше резултате.
и потврдимо наше резултате.
07:42
Since there are an infinite number
of possible images
of possible images
162
450380
2496
Пошто постоји
безгранично много могућих слика
безгранично много могућих слика
07:44
that perfectly explain
our telescope measurements,
our telescope measurements,
163
452900
2365
које савршено објашњавају
мерења нашег телескопа,
мерења нашег телескопа,
07:47
we have to choose
between them in some way.
between them in some way.
164
455289
2605
морамо некако да изаберемо неке међу њима.
07:49
We do this by ranking the images
165
457918
1838
То чинимо кроз рангирање слика
07:51
based upon how likely they are
to be the black hole image,
to be the black hole image,
166
459780
2834
на основу тога колика је могућност
да су слике црне рупе,
да су слике црне рупе,
07:54
and then choosing the one
that's most likely.
that's most likely.
167
462638
2482
а затим бирамо ону
за коју је могућност највећа.
за коју је могућност највећа.
07:57
So what do I mean by this exactly?
168
465144
2195
Шта под овим тачно подразумевам?
07:59
Let's say we were trying to make a model
169
467862
1978
Рецимо, покушавамо да направимо модел
који ће нам рећи колико је вероватно
да се нека слика појави на Фејсбуку.
да се нека слика појави на Фејсбуку.
08:01
that told us how likely an image
were to appear on Facebook.
were to appear on Facebook.
170
469864
3183
08:05
We'd probably want the model to say
171
473071
1701
Вероватно бисмо желели да тај модел каже
08:06
it's pretty unlikely that someone
would post this noise image on the left,
would post this noise image on the left,
172
474796
3557
да је прилично невероватно да неко
постави слику шумова са леве стране
постави слику шумова са леве стране
и да је веома вероватно
да неко постави селфи
да неко постави селфи
08:10
and pretty likely that someone
would post a selfie
would post a selfie
173
478377
2419
као овај на десној страни.
08:12
like this one on the right.
174
480820
1334
Ова слика у средини је мутна,
08:14
The image in the middle is blurry,
175
482178
1639
па, иако је је вероватније
да ћемо је видети на Фејсбуку
да ћемо је видети на Фејсбуку
08:15
so even though it's more likely
we'd see it on Facebook
we'd see it on Facebook
176
483841
2639
од слике шумова,
08:18
compared to the noise image,
177
486504
1360
вероватно је мања шанса
да ћемо је видети пре него селфи.
да ћемо је видети пре него селфи.
08:19
it's probably less likely we'd see it
compared to the selfie.
compared to the selfie.
178
487888
2960
Међутим, када се ради
о сликама из црне рупе,
о сликама из црне рупе,
08:22
But when it comes to images
from the black hole,
from the black hole,
179
490872
2290
пред собом имамо праву загонетку;
никада раније нисмо видели црну рупу.
никада раније нисмо видели црну рупу.
08:25
we're posed with a real conundrum:
we've never seen a black hole before.
we've never seen a black hole before.
180
493186
3502
У том случају, која је слика
црне рупе вероватна
црне рупе вероватна
08:28
In that case, what is a likely
black hole image,
black hole image,
181
496712
2291
и шта да претпоставимо
о структури црне рупе?
о структури црне рупе?
08:31
and what should we assume
about the structure of black holes?
about the structure of black holes?
182
499027
2938
Могли бисмо да покушамо
08:33
We could try to use images
from simulations we've done,
from simulations we've done,
183
501989
2632
да користимо слике симулација
које смо урадили,
које смо урадили,
као што је слика црне рупе
из „Међузвезданих“,
из „Међузвезданих“,
08:36
like the image of the black hole
from "Interstellar,"
from "Interstellar,"
184
504645
2530
али, ако бисмо то учинили,
то би могло да створи озбиљне проблеме.
то би могло да створи озбиљне проблеме.
08:39
but if we did this,
it could cause some serious problems.
it could cause some serious problems.
185
507199
2938
Шта би се десило
08:42
What would happen
if Einstein's theories didn't hold?
if Einstein's theories didn't hold?
186
510161
3380
ако се Ајнштајнове теорије не би одржале?
08:45
We'd still want to reconstruct
an accurate picture of what was going on.
an accurate picture of what was going on.
187
513565
3961
И даље бисмо желели да реконструишемо
тачну слику онога што се дешава.
тачну слику онога што се дешава.
Ако превише укључимо
Ајнштајнове једначине у наше алгоритме,
Ајнштајнове једначине у наше алгоритме,
08:49
If we bake Einstein's equations
too much into our algorithms,
too much into our algorithms,
188
517550
3371
завршићемо тако што ћемо видети
слику коју очекујемо да видимо.
слику коју очекујемо да видимо.
08:52
we'll just end up seeing
what we expect to see.
what we expect to see.
189
520945
2755
Другим речима, желимо
да оставимо отворену опцију
да оставимо отворену опцију
08:55
In other words,
we want to leave the option open
we want to leave the option open
190
523724
2276
за то да постоји џиновски слон
у центру наше галаксије.
у центру наше галаксије.
08:58
for there being a giant elephant
at the center of our galaxy.
at the center of our galaxy.
191
526024
2923
(Смех)
09:00
(Laughter)
192
528971
1057
Различите врсте слика имају
веома специфичне особине.
веома специфичне особине.
09:02
Different types of images have
very distinct features.
very distinct features.
193
530052
2989
Лако можемо да видимо разлику
између симулација слика црне рупе
између симулација слика црне рупе
09:05
We can easily tell the difference
between black hole simulation images
between black hole simulation images
194
533065
3548
и оних које правимо
свакодневно овде, на Земљи.
свакодневно овде, на Земљи.
09:08
and images we take
every day here on Earth.
every day here on Earth.
195
536637
2276
Треба нам начин да кажемо алгоритмима
како изгледају слике
како изгледају слике
09:10
We need a way to tell our algorithms
what images look like
what images look like
196
538937
3104
без превеликог наметања
једне врсте особина слике.
једне врсте особина слике.
09:14
without imposing one type
of image's features too much.
of image's features too much.
197
542065
3249
09:17
One way we can try to get around this
198
545865
1893
Један начин да ово решимо
09:19
is by imposing the features
of different kinds of images
of different kinds of images
199
547782
3062
је да наметнемо особине
различитих врста слика
различитих врста слика
09:22
and seeing how the type of image we assume
affects our reconstructions.
affects our reconstructions.
200
550868
4130
и да видимо како врста слике
коју користимо као претпоставку
коју користимо као претпоставку
утиче на наше реконструкције.
09:27
If all images' types produce
a very similar-looking image,
a very similar-looking image,
201
555712
3491
Ако сви типови слика стварају
слику која врло слично изгледа,
слику која врло слично изгледа,
онда можемо да постанемо сигурнији
09:31
then we can start to become more confident
202
559227
2057
да наше претпоставке o сликама
не утичу толико на слику.
не утичу толико на слику.
09:33
that the image assumptions we're making
are not biasing this picture that much.
are not biasing this picture that much.
203
561308
4173
Ово је помало налик давању истог описа
09:37
This is a little bit like
giving the same description
giving the same description
204
565505
2990
трима различитим уметницима
који праве скице свуда по свету.
који праве скице свуда по свету.
09:40
to three different sketch artists
from all around the world.
from all around the world.
205
568519
2996
Ако сви направе врло слична лица,
09:43
If they all produce
a very similar-looking face,
a very similar-looking face,
206
571539
2860
онда можемо да постанемо сигурни
09:46
then we can start to become confident
207
574423
1793
да не намећу своје културолошке
пристрасности на своје слике.
пристрасности на своје слике.
09:48
that they're not imposing their own
cultural biases on the drawings.
cultural biases on the drawings.
208
576240
3616
Један начин на који можемо покушати
да наметнемо различите особине слика
да наметнемо различите особине слика
09:51
One way we can try to impose
different image features
different image features
209
579880
3315
је коришћење делића постојећих слика.
09:55
is by using pieces of existing images.
210
583219
2441
Тако, узмемо огромне колекције слика
09:58
So we take a large collection of images,
211
586214
2160
и раздвојимо их на делиће слика.
10:00
and we break them down
into their little image patches.
into their little image patches.
212
588398
2718
Онда можемо да третирамо сваки делић
помало као да је делић слагалице.
помало као да је делић слагалице.
10:03
We then can treat each image patch
a little bit like pieces of a puzzle.
a little bit like pieces of a puzzle.
213
591140
4285
Користимо делиће слагалице
који се често јављају
који се често јављају
10:07
And we use commonly seen puzzle pieces
to piece together an image
to piece together an image
214
595449
4278
да бисмо склопили слику која се уклапа
и у наша телескопска мерења.
и у наша телескопска мерења.
10:11
that also fits our telescope measurements.
215
599751
2452
Различите врсте слика имају
веома специфичне групе делића слагалице.
веома специфичне групе делића слагалице.
10:15
Different types of images have
very distinctive sets of puzzle pieces.
very distinctive sets of puzzle pieces.
216
603040
3743
Па, шта се дешава ако узмемо исте податке,
10:18
So what happens when we take the same data
217
606807
2806
али користимо различите групе
делића слагалице
делића слагалице
10:21
but we use different sets of puzzle pieces
to reconstruct the image?
to reconstruct the image?
218
609637
4130
да бисмо реконструисали слику?
Кренимо од делића слагалице
слике симулације црне рупе.
слике симулације црне рупе.
10:25
Let's first start with black hole
image simulation puzzle pieces.
image simulation puzzle pieces.
219
613791
4766
10:30
OK, this looks reasonable.
220
618581
1591
Добро, ово делује прихватљиво.
10:32
This looks like what we expect
a black hole to look like.
a black hole to look like.
221
620196
2694
Ово изгледа како очекујемо
да црна рупа изгледа.
да црна рупа изгледа.
Међутим, да ли смо добили ово
10:34
But did we just get it
222
622914
1193
10:36
because we just fed it little pieces
of black hole simulation images?
of black hole simulation images?
223
624131
3314
зато што смо убацили
делиће симулације слика црне рупе?
делиће симулације слика црне рупе?
Испробајмо још једну групу
делића слагалице
делића слагалице
10:39
Let's try another set of puzzle pieces
224
627469
1880
из астрономских предмета
који не припадају црним рупама.
који не припадају црним рупама.
10:41
from astronomical, non-black hole objects.
225
629373
2509
10:44
OK, we get a similar-looking image.
226
632914
2126
Добро, добијамо слику која слично изгледа.
10:47
And then how about pieces
from everyday images,
from everyday images,
227
635064
2236
Шта је са делићима са свакодневних слика,
10:49
like the images you take
with your own personal camera?
with your own personal camera?
228
637324
2785
као што су слике које правите
помоћу своје камере?
помоћу своје камере?
10:53
Great, we see the same image.
229
641312
2115
Сјајно, видимо исту слику.
10:55
When we get the same image
from all different sets of puzzle pieces,
from all different sets of puzzle pieces,
230
643451
3366
Када добијемо исту слику
од свих различитих група делића слагалице,
од свих различитих група делића слагалице,
10:58
then we can start to become more confident
231
646841
2046
онда постајемо сигурнији
11:00
that the image assumptions we're making
232
648911
1966
да наше претпоставке не утичу пуно
на коначну слику коју добијамо.
на коначну слику коју добијамо.
11:02
aren't biasing the final
image we get too much.
image we get too much.
233
650901
2921
11:05
Another thing we can do is take
the same set of puzzle pieces,
the same set of puzzle pieces,
234
653846
3253
Још једна ствар коју радимо је узимање
истих група делића слагалице,
истих група делића слагалице,
11:09
such as the ones derived
from everyday images,
from everyday images,
235
657123
2489
као што су оне које потичу
из свакодневних слика,
из свакодневних слика,
и користимо их за реконструисање
различитих врста извора слика.
различитих врста извора слика.
11:11
and use them to reconstruct
many different kinds of source images.
many different kinds of source images.
236
659636
3600
Дакле, у нашим симулацијама
11:15
So in our simulations,
237
663260
1271
претварамо се да црна рупа изгледа
11:16
we pretend a black hole looks like
astronomical non-black hole objects,
astronomical non-black hole objects,
238
664555
3775
као астрономски предмети
који нису црна рупа,
који нису црна рупа,
као и свакодневни прикази
као што је слон у центру наше галаксије.
као што је слон у центру наше галаксије.
11:20
as well as everyday images like
the elephant in the center of our galaxy.
the elephant in the center of our galaxy.
239
668354
3849
11:24
When the results of our algorithms
on the bottom look very similar
on the bottom look very similar
240
672227
3168
Када резултати наших алгоритама
на дну изгледају врло слично
на дну изгледају врло слично
правом приказу симулације на врху,
11:27
to the simulation's truth image on top,
241
675419
2096
11:29
then we can start to become
more confident in our algorithms.
more confident in our algorithms.
242
677539
3346
онда можемо да постанемо
сигурнији у наше алгоритме.
сигурнији у наше алгоритме.
11:32
And I really want to emphasize here
243
680909
1867
Заиста желим да нагласим овде
да су све ове слике настале
11:34
that all of these pictures were created
244
682800
1934
састављањем комадића
свакодневних фотографија,
свакодневних фотографија,
11:36
by piecing together little pieces
of everyday photographs,
of everyday photographs,
245
684758
2936
као оних које бисте добили
помоћу своје личне камере.
помоћу своје личне камере.
11:39
like you'd take with your own
personal camera.
personal camera.
246
687718
2215
11:41
So an image of a black hole
we've never seen before
we've never seen before
247
689957
3276
Дакле, слика црне рупе
коју никада пре нисмо видели
коју никада пре нисмо видели
11:45
may eventually be created by piecing
together pictures we see all the time
together pictures we see all the time
248
693257
3943
на крају ће можда бити направљена
састављањем комадића које виђамо стално,
састављањем комадића које виђамо стално,
слика људи, зграда,
дрвећа, мачака и кучића.
дрвећа, мачака и кучића.
11:49
of people, buildings,
trees, cats and dogs.
trees, cats and dogs.
249
697224
2745
Овакве идеје о сликама омогућиће нам
11:51
Imaging ideas like this
will make it possible for us
will make it possible for us
250
699993
2645
да направимо прве слике црне рупе
11:54
to take our very first pictures
of a black hole,
of a black hole,
251
702662
2619
и да, надам се, потврдимо познате теорије
11:57
and hopefully, verify
those famous theories
those famous theories
252
705305
2447
на које се научници ослањају свакодневно.
11:59
on which scientists rely on a daily basis.
253
707776
2421
Међутим, наравно, функционисање
оваквих идеја везаних за слике
оваквих идеја везаних за слике
12:02
But of course, getting
imaging ideas like this working
imaging ideas like this working
254
710221
2608
12:04
would never have been possible
without the amazing team of researchers
without the amazing team of researchers
255
712853
3322
никада не би било могуће
без невероватног тима истраживача
без невероватног тима истраживача
са којима имам привилегију да радим.
12:08
that I have the privilege to work with.
256
716199
1887
И даље ме одушевљава што,
12:10
It still amazes me
257
718110
1163
иако сам започела рад на овом пројекту
без предзнања о астрофизици,
без предзнања о астрофизици,
12:11
that although I began this project
with no background in astrophysics,
with no background in astrophysics,
258
719297
3351
оно што смо постигли
кроз ову јединствену сарадњу
кроз ову јединствену сарадњу
12:14
what we have achieved
through this unique collaboration
through this unique collaboration
259
722672
2619
може дати резултат
у виду прве слике црне рупе.
у виду прве слике црне рупе.
12:17
could result in the very first
images of a black hole.
images of a black hole.
260
725315
2759
Међутим, велики пројекти
као што је „Телескоп Хоризонт догађаја“
као што је „Телескоп Хоризонт догађаја“
12:20
But big projects like
the Event Horizon Telescope
the Event Horizon Telescope
261
728098
2698
12:22
are successful due to all
the interdisciplinary expertise
the interdisciplinary expertise
262
730820
2814
успешни су захваљујући
интердисциплинарној стручности
интердисциплинарној стручности
коју различити људи доносе у пројекат.
12:25
different people bring to the table.
263
733658
1790
12:27
We're a melting pot of astronomers,
264
735472
1706
Ми смо мешавина астронома,
физичара, математичара и инжењера.
12:29
physicists, mathematicians and engineers.
265
737202
2232
12:31
This is what will make it soon possible
266
739458
2554
Ово ће ускоро омогућити
12:34
to achieve something
once thought impossible.
once thought impossible.
267
742036
2853
да постигнемо нешто
за шта се некада мислило да је немогуће.
за шта се некада мислило да је немогуће.
12:36
I'd like to encourage all of you to go out
268
744913
2256
Желим све да вас охрабрим да изађете
12:39
and help push the boundaries of science,
269
747193
2096
и припомогнете у померању граница науке,
12:41
even if it may at first seem
as mysterious to you as a black hole.
as mysterious to you as a black hole.
270
749313
3901
иако вам то испрве може деловати
мистериозно као и црна рупа.
мистериозно као и црна рупа.
12:45
Thank you.
271
753238
1174
Хвала вам.
12:46
(Applause)
272
754436
2397
(Аплауз)
ABOUT THE SPEAKER
Katie Bouman - Imaging scientistKatie Bouman is part of an international team of astronomers that's creating the world's largest telescope to take the very first picture of a black hole.
Why you should listen
It is believed that the heart of the Milky Way hosts a four-million-solar-mass black hole feeding off a spinning disk of hot gas. An image of the shadow cast by the event horizon of the black hole could help to address a number of important scientific questions. For instance, does Einstein's theory of general relativity hold in extreme conditions? Unfortunately, the event horizon of this black hole appears so small in the sky that imaging it would require a single-dish radio telescope the size of the entire Earth. Although a single-dish telescope this large is unrealizable, by connecting disjoint radio telescopes located all around the globe, Katie Bouman and a team of astronomers are creating an Earth-sized computational telescope -- the Event Horizon Telescope -- that is capable of taking the very first up-close picture of a black hole.
Bouman is a PhD candidate in the Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) at the Massachusetts Institute of Technology (MIT). The focus of her research is on using emerging computational methods to push the boundaries of interdisciplinary imaging. By combining techniques from both astronomy and computer science, Bouman has been working on developing innovative ways to combine the information from the Event Horizon Telescope network to produce the first picture of a black hole. Her work on imaging for the Event Horizon Telescope has been featured on BBC, The Boston Globe, The Washington Post, Popular Science and NPR.
Katie Bouman | Speaker | TED.com