Katie Bouman: How to take a picture of a black hole
เคที โบวแมน (Katie Bouman): เราจะถ่ายภาพหลุมดำได้อย่างไร
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.
at a supermassive black hole.
gravitational pull
of what a black hole might look like.
ว่าหลุมดำควรจะมีหน้าตาอย่างไร
his theory of general relativity.
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาเป็นครั้งแรก
a lot of evidence in support of it.
ที่สนับสนุนทฤษฎีนี้
from this theory, black holes,
ซึ่งก็คือหลุมดำ
as to what a black hole might look like,
ว่าหลุมดำน่าจะมีหน้าตาอย่างไร
a picture of one before.
that that may soon change.
ที่รู้ว่า นั่นมันกำลังจะเปลี่ยนไป
of a black hole in the next couple years.
ในอีกสองสามปีข้างหน้า
to an international team of scientists,
ของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ
the final picture.
ที่เป็นผลลัพธ์ขึ้นมา
a real picture of a black hole today,
ถึงภาพจริงของหลุมดำได้ในวันนี้
into the effort involved
ถึงความพยายาม
ที่มหาวิทยาลัย MIT
see through images and video.
มองภาพผ่านรูปและวีดีโอ
to this exciting project.
ในโครงการที่น่าตื่นเต้นนี้ได้อย่างไร
the bright city lights tonight,
นอกเขตแสงไฟของเมืองยามค่ำคืนนี้
to see a stunning view
millions of stars,
of the spiraling Milky Way,
สู่ใจกลางของทางช้างเผือกที่บิดเกลียว
a cluster of stars right at the center.
with infrared telescopes,
ด้วยกล้องโทรทรรศน์อินฟาเรด
for over 16 years.
มาตลอด 16 ปี
that is the most spectacular.
คือสิ่งที่พวกเขาไม่ได้เห็น
an invisible object.
มีวงโคจรอยู่รอบ ๆ สิ่งล่องหน
enough to cause this motion
ที่จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่เช่นนี้ได้
anything that ventures too close --
ที่ดูดทุกสิ่งที่ย่างกรายเข้าไปใกล้มันเกินไป
to zoom in even further?
ถ้าเรามองลึกลงไปอีก
that, by definition, is impossible to see?
อะไรที่ตามนิยามแล้วเราไม่อาจมองเห็น
to zoom in at radio wavelengths,
ในความยาวคลื่นวิทยุ
lensing of hot plasma
ของพลาสมาร้อน
on this backdrop of bright material,
ไปบนวัตถุพื้นหลังที่สว่าง
the black hole's event horizon,
ของหลุมดำ
becomes so great
มีความรุนแรงมาก
the size and shape of this ring,
ขนาดและรูปร่างของวงแหวนนี้เอาไว้
wouldn't only be really cool,
ไม่เพียงแต่ว่าจะเจ๋ง
that these equations hold
ยืนยันความถูกต้องของสมการนี้ได้
around the black hole.
อย่างบริเวณรอบ ๆ หลุมดำ
is so far away from us,
ห่างไกลจากเรามาก
incredibly small --
on the surface of the moon.
ที่ตั้งอยู่บนพื้นผิวของดวงจันทร์
extremely difficult.
to a simple equation.
ที่เรียกว่า การเลี้ยวเบน
that we can possibly see.
that in order to see smaller and smaller,
เพื่อที่จะเห็นสิ่งที่เล็กลงไปอีก
bigger and bigger.
ที่ใหญ่ขึ้นไปอีก
optical telescopes here on Earth,
ที่มีกำลังขยายสูงสุดบนโลก
to the resolution necessary
resolution images ever taken
คือภาพที่มีความสูงสุด
over 1.5 million oranges.
on the surface of the moon
that by crunching the numbers,
that we would need a telescope
เราต้องการกล้องโทรทรรศน์
this Earth-sized telescope,
ที่มีขนาดเท่าโลกได้
that distinctive ring of light
hole's event horizon.
ของหลุมดำ
all the detail we see
ทั้งหมดที่เราต้องการเห็น
our first glimpse
around a black hole.
the size of the Earth is impossible.
ที่มีขนาดเท่ากับโลกนั้นเป็นไปไม่ได้
you just might find
คุณอาจจะพบว่า
from around the world,
จากทั่วโลก
called the Event Horizon Telescope
ที่เรียกว่า อีเวนท์ ฮอไรซัน เทเลสโคป
the size of the Earth,
ที่มีขนาดเท่ากับโลกขึ้นมา
hole's event horizon.
to take its very first picture
ถูกวางแผนว่าจะถ่ายภาพแรก
network works together.
ในเครือข่ายทั่วโลกทำงานรวมกัน
of atomic clocks,
ผ่านนาฬิการะดับอะตอมที่แม่นยำ
of the sights freeze light
of terabytes of data.
หลายพันเทราไบต์
right here in Massachusetts.
ในห้องทดลองที่แมสซาชูเซส
in the center of our galaxy,
ณ ใจกลางกกาแล็กซี่ของเรา
Earth-sized telescope?
ที่มีขนาดใหญ่เท่าโลก ซึ่งเป็นไปไม่ได้
let's pretend we could build
ว่าเราสามารถสร้าง
like turning the Earth
เราเปลี่ยนโลกของเรา
together to make a picture.
เพื่อประกอบขึ้นเป็นภาพ
we remove most of those mirrors
เอากระจกส่วนใหญ่ออกไปซะ
this information together,
the locations where we have telescopes.
ที่เรามีกล้องโทรทรรศน์
of measurements to make a picture from.
สำหรับการวัดเพื่อจะสร้างภาพขึ้นมา
at a few telescope locations,
ณ ตำแหน่งของกล้องโทรทรรศน์ไม่กี่แห่ง
other new measurements.
those mirrors change locations
กระจกก็เปลี่ยนตำแหน่งตามไปด้วย
different parts of the image.
ส่วนของภาพที่แตกต่างออกไป
fill in the missing gaps of the disco ball
จะเติมเต็มช่องว่างที่หายไปของลูกบอลดิสโก้
the underlying black hole image.
everywhere on the globe --
ที่ตั้งอยู่ทุกหนทุกแห่งบนโลก
and for that reason,
และด้วยเหตุผลนี้เอง
of possible images
with our telescope measurements.
กับการวัดจากกล้องโทรทรรศน์ของเรา
จะถูกสร้างขึ้นมาแบบทัดเทียมกัน
what we think of as images than others.
มากกว่าภาพอื่น ๆ
the first image of a black hole
ของหลุมดำ
the most reasonable image
ที่จะหาภาพที่สมเหตุสมผล
uses limited descriptions
ที่ร่างภาพโดยใช้คำบรรยายที่จำกัด
their knowledge of face structure,
โดยใช้ความรู้เรื่องโครงสร้างของหน้า
use our limited telescope data
ใช้ข้อมูลที่จำกัดจากกล้องโทรทรรศน์
looks like stuff in our universe.
กับสิ่งที่อยู่ในอวกาศของเรา
we're able to piece together pictures
เราสามารถปะติดปะต่อภาพเข้าด้วยกัน
done using simulated data,
โดยใช้ข้อมูลจำลอง
in the center of our galaxy.
reconstruction such as this give us hope
การสร้างภาพขึ้นมานี้ให้ความหวังกับเรา
the first image of a black hole
ถ่ายภาพแรกของหลุมดำได้อย่างน่าเชื่อถือ
the size of its ring.
กะขนาดของวงแหวนของมันได้
about all the details of this algorithm,
ของกระบวนวิธีนี้
to give you a brief idea
what our universe looks like,
and verify our results.
และยืนยันผลลัพธ์ของเราได้อย่างไร
of possible images
our telescope measurements,
ว่าการวัดกล้องโทรทรรศน์ของเรา
between them in some way.
to be the black hole image,
ว่าพวกมันจะเป็นหลุมดำมากแค่ไหน
that's most likely.
were to appear on Facebook.
ที่ภาพนั้นจะปรากฏบนเฟสบุ๊ก
would post this noise image on the left,
จะโพสภาพรุงรังทางซ้ายนี้
would post a selfie
จะถ่ายภาพเซลฟี่
we'd see it on Facebook
compared to the selfie.
ที่เราจะได้เห็นมันเมื่อเทียบกับภาพถ่ายเซลฟี่
from the black hole,
we've never seen a black hole before.
เราไม่เคยเห็นหลุมดำมาก่อน
black hole image,
about the structure of black holes?
เกี่ยวกับโครงสร้างของหลุมดำ
from simulations we've done,
จากการจำลองที่เราได้ทำ
from "Interstellar,"
it could cause some serious problems.
มันอาจทำให้เกิดปัญหาใหญ่
if Einstein's theories didn't hold?
ถ้าทฤษฎีของไอสไตน์ไม่ถูกต้อง
an accurate picture of what was going on.
ของสิ่งที่กำลังเกิดขึ้น ขึ้นมาใหม่
too much into our algorithms,
ในกระบวนวิธีของเรา
what we expect to see.
we want to leave the option open
เราอยากเปิดตัวเลือกเอาไว้
at the center of our galaxy.
ที่อยู่ ณ ใจกลางของกาแล็กซี่
very distinct features.
มีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน
between black hole simulation images
ถึงความแตกต่างระหว่างภาพหลุมดำจำลอง
every day here on Earth.
what images look like
ว่าภาพมีหน้าตาอย่างไร
of image's features too much.
ของภาพมากเกินไป
of different kinds of images
ของภาพในลักษณะต่าง ๆ
affects our reconstructions.
จะมีผลต่อการสร้างภาพของเราอย่างไร
a very similar-looking image,
ให้ภาพที่มีหน้าตาคล้าย ๆ กัน
are not biasing this picture that much.
จะไม่ลำเอียงมากเกินไป
giving the same description
from all around the world.
a very similar-looking face,
cultural biases on the drawings.
ในการวาดภาพจนเกินไป
different image features
องค์ประกอบภาพที่แตกต่างกันได้
into their little image patches.
a little bit like pieces of a puzzle.
เหมือนเป็นชื้นปริศนาเล็ก ๆ
to piece together an image
เพื่อปะติดปะต่อภาพ
very distinctive sets of puzzle pieces.
มีชุดของชิ้นปริศนาที่แตกต่างกันมาก
เมื่อเราใช้ข้อมูลเดียวกัน
to reconstruct the image?
เพื่อสร้างภาพขึ้นใหม่
image simulation puzzle pieces.
a black hole to look like.
ว่าหลุมดำจะมีหน้าตาอย่างไร
of black hole simulation images?
ของภาพจำลองหลุมดำหรือเปล่า
from everyday images,
with your own personal camera?
จากกล้องส่วนบุคคลของคุณล่ะ
from all different sets of puzzle pieces,
จากชุดชื้นปริศนาที่ต่างกันแล้ว
image we get too much.
ที่เกิดจากความลำเอียงจนมากเกินไป
the same set of puzzle pieces,
การนำชุดชื้นปริศนาเดียวกันนี้
from everyday images,
many different kinds of source images.
astronomical non-black hole objects,
คล้ายกับวัตถุในอวกาศที่ไม่ใช่หลุมดำ
the elephant in the center of our galaxy.
อย่างช้างที่อยู่ ณ ใจกลางกาแล็กซี่
on the bottom look very similar
มีหน้าตาคล้ายกันมาก ๆ
more confident in our algorithms.
of everyday photographs,
จากภาพถ่ายในชีวิตประจำวัน
personal camera.
โดยกล้องส่วนบุคคลของคุณ
we've never seen before
together pictures we see all the time
ภาพที่เราเห็นกันเป็นประจำ
trees, cats and dogs.
ต้นไม้ แมวและหมา
will make it possible for us
of a black hole,
those famous theories
ความถูกต้องของทฤษฎีชื่อก้อง
และพึ่งพามันเป็นพื้นฐาน
imaging ideas like this working
การสร้างภาพแบบนี้ใช้การได้นั้น
without the amazing team of researchers
ถ้าปราศจากกลุ่มนักวิจัยที่น่าทึ่ง
ที่ได้ร่วมงานกับพวกเขา
with no background in astrophysics,
โดยปราศจากพื้นฐานเรื่องฟิสิกส์อวกาศ
through this unique collaboration
ที่มีความเป็นเอกลักษณ์นี้
images of a black hole.
the Event Horizon Telescope
อีเวน ฮอไรซัน เทเลสโคป นี้
the interdisciplinary expertise
ความเชี่ยวชาญหลากสาขา
ที่นำมันเข้ามาปะติดปะต่อกัน
once thought impossible.
ที่ครั้งหนึ่งเราคิดว่าเป็นไปไม่ได้
as mysterious to you as a black hole.
เฉกเช่นเดียวกับหลุมดำ
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