How to take a picture of a black hole | Katie Bouman

3,361,322 views ・ 2017-04-28

TED


Pro přehrání videa dvakrát klikněte na anglické titulky níže.

Překladatel: Martin Kabát Korektor: Petr Bela
00:13
In the movie "Interstellar,"
0
13436
1860
Ve filmu "Interstellar"
00:15
we get an up-close look at a supermassive black hole.
1
15320
3327
můžeme vidět detailní pohled na obří černou díru.
00:18
Set against a backdrop of bright gas,
2
18671
2143
Na pozadí zářícího plynu
00:20
the black hole's massive gravitational pull
3
20838
2118
obrovská gravitační síla černé díry
00:22
bends light into a ring.
4
22980
1435
ohýbá světlo do prstence.
00:24
However, this isn't a real photograph,
5
24439
2109
Avšak, toto není skutečná fotografie,
00:26
but a computer graphic rendering --
6
26572
1786
ale počítačové vykreslení --
00:28
an artistic interpretation of what a black hole might look like.
7
28382
3390
umělecké znázornění toho, jak by černá díra mohla vypadat.
00:32
A hundred years ago,
8
32401
1166
Před sto lety
00:33
Albert Einstein first published his theory of general relativity.
9
33591
3601
publikoval Albert Einstein svoji teorii obecné relativity.
00:37
In the years since then,
10
37216
1439
Od té doby
00:38
scientists have provided a lot of evidence in support of it.
11
38679
2973
vědci předložili mnoho důkazů, které tuto teorii podpořily.
00:41
But one thing predicted from this theory, black holes,
12
41676
3084
Ale jedna věc předpovídaná touto teorií, černá díra,
00:44
still have not been directly observed.
13
44784
2350
stále nebyla přímo pozorována.
00:47
Although we have some idea as to what a black hole might look like,
14
47158
3206
Ačkoliv máme nějakou představu, jak by černá díra mohla vypadat,
00:50
we've never actually taken a picture of one before.
15
50388
2779
nikdy jsme žádnou nevyfotili.
00:53
However, you might be surprised to know that that may soon change.
16
53191
4279
Ale můžete být překvapeni, že se to brzy může změnit.
00:57
We may be seeing our first picture of a black hole in the next couple years.
17
57494
4164
Možná uvidíme první obrázek černé díry v několika následujících letech.
01:01
Getting this first picture will come down to an international team of scientists,
18
61682
3958
Pořízení tohoto prvního obrázku závisí na mezinárodním týmu vědců,
01:05
an Earth-sized telescope
19
65664
1567
teleskopu velikosti Země
01:07
and an algorithm that puts together the final picture.
20
67255
2832
a algoritmu, který dá dohromady výsledný obrázek.
01:10
Although I won't be able to show you a real picture of a black hole today,
21
70111
3528
Ačkoliv vám nebudu moci dnes ukázat skutečný obrázek černé díry,
01:13
I'd like to give you a brief glimpse into the effort involved
22
73663
2911
ráda bych vám nastínila snahu, která je potřeba
01:16
in getting that first picture.
23
76598
1613
pro pořízení tohoto obrázku.
01:19
My name is Katie Bouman,
24
79477
1437
Jmenuji se Katie Bouman
01:20
and I'm a PhD student at MIT.
25
80938
2566
a jsem PhD studentkou na MIT.
01:23
I do research in a computer science lab
26
83528
2027
Dělám výzkum v laboratoři počítačových věd,
01:25
that works on making computers see through images and video.
27
85579
3298
která pracuje na tom, aby počítače viděly skrze obrázky a video.
01:28
But although I'm not an astronomer,
28
88901
2162
Ačkoliv nejsem astronom,
01:31
today I'd like to show you
29
91087
1285
ráda bych vám dnes ukázala,
01:32
how I've been able to contribute to this exciting project.
30
92396
2903
jak jsem mohla přispět k tomuto vzrušujícímu projektu.
01:35
If you go out past the bright city lights tonight,
31
95323
2831
Pokud se dnes večer vytratíte mimo zářící světla města,
01:38
you may just be lucky enough to see a stunning view
32
98178
2436
možná budete mít možnost vidět úžasný pohled
01:40
of the Milky Way Galaxy.
33
100638
1493
na galaxii Mléčná dráha.
01:42
And if you could zoom past millions of stars,
34
102155
2462
A pokud byste se mohli přiblížit přes miliony hvězd,
01:44
26,000 light-years toward the heart of the spiraling Milky Way,
35
104641
3755
26 000 světelných let k srdci kroužící Mléčné dráhy,
01:48
we'd eventually reach a cluster of stars right at the center.
36
108420
3521
dostali byste se až ke skupině hvězd přímo uprostřed.
01:51
Peering past all the galactic dust with infrared telescopes,
37
111965
3206
Pohledem skrz veškerý galaktický prach pomocí infračervených teleskopů
01:55
astronomers have watched these stars for over 16 years.
38
115195
3867
mohou astronomové tyto hvězdy pozorovat již více než 16 let.
01:59
But it's what they don't see that is the most spectacular.
39
119086
3589
Ale to, co nevidí, je to nejúžasnější.
02:02
These stars seem to orbit an invisible object.
40
122699
3066
Zdá se, že tyto hvězdy obíhají kolem neviditelného objektu.
02:05
By tracking the paths of these stars,
41
125789
2323
Sledováním cest těchto hvězd
02:08
astronomers have concluded
42
128136
1294
astronomové vyvodili,
02:09
that the only thing small and heavy enough to cause this motion
43
129454
3129
že jedinou věcí, tak malou a dostatečně těžkou, aby mohla tento pohyb způsobit,
02:12
is a supermassive black hole --
44
132607
1968
je obří černá díra --
02:14
an object so dense that it sucks up anything that ventures too close --
45
134599
4178
objekt tak hutný, že pohltí cokoliv, co se přiblíží --
02:18
even light.
46
138801
1494
dokonce i světlo.
02:20
But what happens if we were to zoom in even further?
47
140319
3061
Ale co se stane, pokud bychom přiblížili ještě více?
02:23
Is it possible to see something that, by definition, is impossible to see?
48
143404
4733
Je možné vidět něco, co, podle definice, nemůže být spatřeno?
02:28
Well, it turns out that if we were to zoom in at radio wavelengths,
49
148719
3244
No, ukázalo se, že pokud bychom zaměřili na radiové vlny,
02:31
we'd expect to see a ring of light
50
151987
1682
mohli bychom spatřit prstenec světla
02:33
caused by the gravitational lensing of hot plasma
51
153693
2411
zapříčiněný gravitačním zakřivením horké plasmy
02:36
zipping around the black hole.
52
156128
1829
prolétající kolem černé díry.
02:37
In other words,
53
157981
1160
Jinými slovy,
02:39
the black hole casts a shadow on this backdrop of bright material,
54
159165
3171
černá díra vrhá stín na pozadí světlého materiálu,
02:42
carving out a sphere of darkness.
55
162360
1842
čímž vykrajuje temný kruh.
02:44
This bright ring reveals the black hole's event horizon,
56
164226
3339
Tento světlý prstenec odhaluje horizont událostí černé díry,
02:47
where the gravitational pull becomes so great
57
167589
2400
kde se gravitační tah stává tak velkým,
že ani světlo nemůže uniknout.
02:50
that not even light can escape.
58
170013
1626
02:51
Einstein's equations predict the size and shape of this ring,
59
171663
2859
Einsteinovy rovnice předpověděly velikost a tvar tohoto prstence,
02:54
so taking a picture of it wouldn't only be really cool,
60
174546
3208
proto by pořízení fotky nebylo pouze hodně vzrušující,
02:57
it would also help to verify that these equations hold
61
177778
2618
ale také by nám to umožnilo ověřit, že tyto rovnice platí
03:00
in the extreme conditions around the black hole.
62
180420
2466
v těchto extrémních podmínkách kolem černé díry.
03:02
However, this black hole is so far away from us,
63
182910
2558
Jenomže, tato černá díra je od nás tak daleko,
03:05
that from Earth, this ring appears incredibly small --
64
185492
3098
že ze Země se tento prstenec jeví neskutečně malým --
03:08
the same size to us as an orange on the surface of the moon.
65
188614
3590
stejně veliký jako pomeranč na povrchu Měsíce.
03:12
That makes taking a picture of it extremely difficult.
66
192758
2824
To dělá pořízení snímku extrémně náročným.
03:16
Why is that?
67
196645
1302
Proč to tak je?
03:18
Well, it all comes down to a simple equation.
68
198512
3188
Inu, všechno se to dá shrnout jednoduchou rovnicí.
03:21
Due to a phenomenon called diffraction,
69
201724
2416
Vzhledem k fenoménu, kterému se říká difrakce,
03:24
there are fundamental limits
70
204164
1355
existují zásadní limity
03:25
to the smallest objects that we can possibly see.
71
205543
2670
nejmenších objektů, které můžeme vidět.
03:28
This governing equation says that in order to see smaller and smaller,
72
208789
3672
Tato řídící rovnice říká, že abychom viděli menší a menší,
03:32
we need to make our telescope bigger and bigger.
73
212485
2587
musíme náš teleskop udělat větší a větší.
03:35
But even with the most powerful optical telescopes here on Earth,
74
215096
3069
Ale i s nejsilnějšími optickými teleskopy tady na Zemi
03:38
we can't even get close to the resolution necessary
75
218189
2419
se nemůžeme dostat ani trochu k potřebnému rozlišení,
03:40
to image on the surface of the moon.
76
220632
2198
které by zobrazilo povrch Měsíce.
03:42
In fact, here I show one of the highest resolution images ever taken
77
222854
3617
Tady vidíte jedno z největších rozlišení, které bylo kdy pořízeno
03:46
of the moon from Earth.
78
226495
1397
na povrch Měsíce ze Země.
03:47
It contains roughly 13,000 pixels,
79
227916
2557
Obsahuje zhruba 13 000 pixelů
03:50
and yet each pixel would contain over 1.5 million oranges.
80
230497
4050
ale i tak by každý pixel obsahoval více než 1,5 milionu pomerančů.
03:55
So how big of a telescope do we need
81
235396
1972
Čili, jak velký teleskop potřebujeme,
03:57
in order to see an orange on the surface of the moon
82
237392
2765
abychom mohli vidět pomeranč na povrchu Měsíce,
04:00
and, by extension, our black hole?
83
240181
2214
a tudíž naši černou díru?
04:02
Well, it turns out that by crunching the numbers,
84
242419
2340
No, ukázalo se, že přechroupáním čísel
04:04
you can easily calculate that we would need a telescope
85
244783
2610
můžete snadno spočítat, že bychom potřebovali teleskop
velikosti celé Země.
04:07
the size of the entire Earth.
86
247417
1393
(Smích)
04:08
(Laughter)
87
248834
1024
Pokud bychom mohli postavit tenhle teleskop velikosti Země,
04:09
If we could build this Earth-sized telescope,
88
249882
2119
mohli bychom začít rozlišovat ten zvláštní prstenec světla,
04:12
we could just start to make out that distinctive ring of light
89
252025
2925
04:14
indicative of the black hole's event horizon.
90
254974
2183
který ukazuje na horizont událostí černé díry.
Ačkoliv by tento obrázek neobsahoval všechny detaily, které vidíme
04:17
Although this picture wouldn't contain all the detail we see
91
257181
2918
v počítačových vykresleních,
04:20
in computer graphic renderings,
92
260123
1506
04:21
it would allow us to safely get our first glimpse
93
261653
2299
umožnilo by nám to získat první náznak
04:23
of the immediate environment around a black hole.
94
263976
2487
prostředí v těsné blízkosti kolem černé díry.
04:26
However, as you can imagine,
95
266487
1613
Ale jak asi tušíte,
04:28
building a single-dish telescope the size of the Earth is impossible.
96
268124
3624
postavení jednotalířového teleskopu velikosti Země je nemožné.
04:31
But in the famous words of Mick Jagger,
97
271772
1887
Ale známými slovy Micka Jaggera,
04:33
"You can't always get what you want,
98
273683
1791
"Nemůžeš vždy získat to, co chceš,
04:35
but if you try sometimes, you just might find
99
275498
2187
ale pokud se někdy pokusíš, můžeš prostě zjistit,
04:37
you get what you need."
100
277709
1215
že máš to, co potřebuješ."
04:38
And by connecting telescopes from around the world,
101
278948
2464
A spojením teleskopů z celého světa,
04:41
an international collaboration called the Event Horizon Telescope
102
281436
3538
mezinárodní spolupráce nazvaná Teleskop Horizontu Událostí,
04:44
is creating a computational telescope the size of the Earth,
103
284998
3109
vytváří výpočetní teleskop velikosti Země,
04:48
capable of resolving structure
104
288131
1537
schopný rozlišení struktury
04:49
on the scale of a black hole's event horizon.
105
289692
2199
velikosti horizontu událostí černé díry.
04:51
This network of telescopes is scheduled to take its very first picture
106
291915
3387
Tato síť teleskopů plánuje pořídit vůbec první obrázek černé díry
04:55
of a black hole next year.
107
295326
1815
již příští rok.
04:57
Each telescope in the worldwide network works together.
108
297165
3338
Každý teleskop v celosvětové síti pracuje společně.
05:00
Linked through the precise timing of atomic clocks,
109
300527
2712
Propojeni skrze přesné načasování atomových hodin,
05:03
teams of researchers at each of the sites freeze light
110
303263
2657
tým vědců na každém z míst zmrazí světlo
05:05
by collecting thousands of terabytes of data.
111
305944
2962
pomocí sesbírání tisíců terabytů dat.
05:08
This data is then processed in a lab right here in Massachusetts.
112
308930
5017
Tato data jsou poté zpracována v laboratoři přímo tady v Massachusetts.
05:13
So how does this even work?
113
313971
1794
Jak tohle vůbec funguje?
05:15
Remember if we want to see the black hole in the center of our galaxy,
114
315789
3403
Vzpomínáte si, že pokud chceme vidět černou díru uprostřed naší galaxie,
05:19
we need to build this impossibly large Earth-sized telescope?
115
319216
2982
potřebujeme postavit tento neskutečně velký teleskop velikosti Země?
05:22
For just a second, let's pretend we could build
116
322222
2232
Pojďme na vteřinu předstírat, že můžeme postavit
05:24
a telescope the size of the Earth.
117
324478
1842
teleskop velikosti Země.
05:26
This would be a little bit like turning the Earth
118
326344
2455
To by bylo trochu jako přeměnit Zemi
05:28
into a giant spinning disco ball.
119
328823
1747
v obrovskou točící se disco kouli.
05:30
Each individual mirror would collect light
120
330594
2200
Každé jednotlivé zrcadlo by shromáždilo světlo,
05:32
that we could then combine together to make a picture.
121
332818
2597
které bychom pak mohli spojit a udělat z něj obrázek.
05:35
However, now let's say we remove most of those mirrors
122
335439
2661
Ale, dejme tomu, že teď odstraníme většinu těch zrcadel,
05:38
so only a few remained.
123
338124
1972
aby jich zbylo pouze několik.
05:40
We could still try to combine this information together,
124
340120
2877
Stále bychom mohli zkusit spojit tyto informace dohromady,
05:43
but now there are a lot of holes.
125
343021
1993
ale teď by tam bylo mnoho děr.
05:45
These remaining mirrors represent the locations where we have telescopes.
126
345038
4373
Tato zbývající zrcadla představují místa, kde máme teleskopy.
05:49
This is an incredibly small number of measurements to make a picture from.
127
349435
4079
To je neskutečně malý počet měření, abychom z nich vytvořili obrázek.
05:53
But although we only collect light at a few telescope locations,
128
353538
3838
Ale ačkoliv sbíráme světlo jen na několika místech,
05:57
as the Earth rotates, we get to see other new measurements.
129
357400
3423
jak se Země otáčí, dostáváme další nová měření.
06:00
In other words, as the disco ball spins, those mirrors change locations
130
360847
3819
Jinými slovy, jako se disco koule otáčí, tato zrcadla mění umístění
06:04
and we get to observe different parts of the image.
131
364690
2899
a my můžeme pozorovat různé části obrázku.
06:07
The imaging algorithms we develop fill in the missing gaps of the disco ball
132
367613
4018
Obrazové algoritmy, které jsme vytvořili, doplní chybějící místa disco koule,
06:11
in order to reconstruct the underlying black hole image.
133
371655
3033
čímž zrekonstruujeme obrázek černé díry.
06:14
If we had telescopes located everywhere on the globe --
134
374712
2636
Pokud bychom měli teleskopy umístěné všude na planetě --
06:17
in other words, the entire disco ball --
135
377372
1941
jinými slovy, na celé disco kouli --
06:19
this would be trivial.
136
379337
1284
toto by bylo triviální.
06:20
However, we only see a few samples, and for that reason,
137
380645
3322
Ale my vidíme pouze pár snímků, a z toho důvodu
06:23
there are an infinite number of possible images
138
383991
2388
je nekonečné množství možných obrázků,
06:26
that are perfectly consistent with our telescope measurements.
139
386403
2964
které jsou perfektně shodné s měřeními našich teleskopů.
06:29
However, not all images are created equal.
140
389391
3016
Jenže, není obrázek jako obrázek.
06:32
Some of those images look more like what we think of as images than others.
141
392849
4458
Několik těchto obrázků vypadá reálněji, než jiné.
06:37
And so, my role in helping to take the first image of a black hole
142
397331
3222
Tedy má role ve snaze pořídit první snímek černé díry
06:40
is to design algorithms that find the most reasonable image
143
400577
2932
je navrhnout algoritmus, který najde ten nejrozumnější obrázek,
06:43
that also fits the telescope measurements.
144
403533
2222
který také sedí na měření teleskopu.
06:46
Just as a forensic sketch artist uses limited descriptions
145
406727
3942
Tak, jako forenzní expert používá pouze omezený popis,
06:50
to piece together a picture using their knowledge of face structure,
146
410693
3514
aby vytvořil obrázek s pomocí znalosti struktury obličeje,
06:54
the imaging algorithms I develop use our limited telescope data
147
414231
3315
obrazové algoritmy, které vytvářím, používají pouze omezená data z teleskopů,
06:57
to guide us to a picture that also looks like stuff in our universe.
148
417570
4322
aby nás dovedly k obrázku, který vypadá jako věci v našem vesmíru.
07:01
Using these algorithms, we're able to piece together pictures
149
421916
3651
Použitím těchto algoritmů jsme schopni složit dohromady obrázky
07:05
from this sparse, noisy data.
150
425591
2180
z těchto řídkých, špinavých dat.
07:07
So here I show a sample reconstruction done using simulated data,
151
427795
4529
Tady ukazuji příklad rekonstrukce pomocí simulovaných dat,
07:12
when we pretend to point our telescopes
152
432348
1933
kdy předstíráme, že naše teleskopy
07:14
to the black hole in the center of our galaxy.
153
434305
2585
zaměříme na černou díru uprostřed naší galaxie.
07:16
Although this is just a simulation, reconstruction such as this give us hope
154
436914
4455
Ačkoliv je toto pouze simulace, takováto rekonstrukce nám dává naději,
07:21
that we'll soon be able to reliably take the first image of a black hole
155
441393
3453
že budeme brzy schopni spolehlivě pořídit první obrázek černé díry
07:24
and from it, determine the size of its ring.
156
444870
2595
a z něj odvodit velikost jejího prstence.
Přesto, že bych strašně ráda pokračovala v detailech tohoto algoritmu,
07:28
Although I'd love to go on about all the details of this algorithm,
157
448118
3199
07:31
luckily for you, I don't have the time.
158
451341
2174
naštěstí pro vás, nemám čas.
07:33
But I'd still like to give you a brief idea
159
453539
2001
Ale i tak bych vám ráda předala krátkou myšlenku,
07:35
of how we define what our universe looks like,
160
455564
2302
o tom, jak definujeme, jak náš vesmír vypadá,
07:37
and how we use this to reconstruct and verify our results.
161
457890
4466
a jak to můžeme použít k rekonstrukci a ověření našich výsledků.
07:42
Since there are an infinite number of possible images
162
462380
2496
Vzhledem k tomu, že je nekonečné množství možných obrázků,
07:44
that perfectly explain our telescope measurements,
163
464900
2365
které perfektně odpovídají měřením našich teleskopů,
07:47
we have to choose between them in some way.
164
467289
2605
musíme z nich nějakým způsobem vybrat.
07:49
We do this by ranking the images
165
469918
1838
Děláme to pomocí hodnocení obrázků
07:51
based upon how likely they are to be the black hole image,
166
471780
2834
na základě toho, jak moc se jedná o obrázek černé díry,
07:54
and then choosing the one that's most likely.
167
474638
2482
a pak vybíráme ten, který je nejpravděpodobnější.
07:57
So what do I mean by this exactly?
168
477144
2195
Takže, co to přesně znamená?
07:59
Let's say we were trying to make a model
169
479862
1978
Řekněme, že se snažíme vytvořit model,
08:01
that told us how likely an image were to appear on Facebook.
170
481864
3183
který nám řekne, jaká je šance, že se obrázek objeví na Facebooku.
08:05
We'd probably want the model to say
171
485071
1701
Asi bychom chtěli, aby nám model řekl,
08:06
it's pretty unlikely that someone would post this noise image on the left,
172
486796
3557
že je dost nepravděpodobné, že někdo publikuje tenhle obrázek šumu nalevo,
08:10
and pretty likely that someone would post a selfie
173
490377
2419
a dost pravděpodobné, že někdo publikuje selfie,
08:12
like this one on the right.
174
492820
1334
jako je tato napravo.
08:14
The image in the middle is blurry,
175
494178
1639
Obrázek uprostřed je rozmazaný,
08:15
so even though it's more likely we'd see it on Facebook
176
495841
2639
takže ačkoliv bychom na Facebooku viděli spíše tento,
08:18
compared to the noise image,
177
498504
1360
než obrázek šumu,
08:19
it's probably less likely we'd see it compared to the selfie.
178
499888
2960
je méně pravděpodobné, že bychom ho viděli v porovnání se selfie.
08:22
But when it comes to images from the black hole,
179
502872
2290
Ale když přijde na obrázky z černé díry,
08:25
we're posed with a real conundrum: we've never seen a black hole before.
180
505186
3502
jsme postaveni před opravdový hlavolam: nikdy předtím jsme černou díru neviděli.
08:28
In that case, what is a likely black hole image,
181
508712
2291
V tom případě, jak asi vypadá obrázek černé díry
08:31
and what should we assume about the structure of black holes?
182
511027
2938
a co bychom měli předpokládat o struktuře černých děr?
08:33
We could try to use images from simulations we've done,
183
513989
2632
Mohli bychom se pokusit použít obrázky ze simulací, které jsme udělali,
08:36
like the image of the black hole from "Interstellar,"
184
516645
2530
jako obrázek černé díry z filmu "Interstellar",
08:39
but if we did this, it could cause some serious problems.
185
519199
2938
ale pokud bychom to udělali, mohlo by to způsobit několik vážných problémů.
08:42
What would happen if Einstein's theories didn't hold?
186
522161
3380
Co by se stalo, kdyby Einsteinovy teorie neobstály?
08:45
We'd still want to reconstruct an accurate picture of what was going on.
187
525565
3961
Stále bychom chtěli rekonstruovat přesný obrázek toho, co se děje.
08:49
If we bake Einstein's equations too much into our algorithms,
188
529550
3371
Pokud bychom zapekli Einsteinovy rovnice příliš do našich algoritmů,
08:52
we'll just end up seeing what we expect to see.
189
532945
2755
viděli bychom jen to, co chceme vidět.
08:55
In other words, we want to leave the option open
190
535724
2276
Jinými slovy, chceme ponechat možnost,
08:58
for there being a giant elephant at the center of our galaxy.
191
538024
2923
že se uprostřed naší galaxie nachází obrovský slon.
09:00
(Laughter)
192
540971
1057
(Smích)
09:02
Different types of images have very distinct features.
193
542052
2989
Různé typy obrázků mají velmi odlišné vlastnosti.
09:05
We can easily tell the difference between black hole simulation images
194
545065
3548
Můžeme velmi snadno poznat rozdíl mezi obrázky simulace černé díry
09:08
and images we take every day here on Earth.
195
548637
2276
a obrázky, které pořizujeme zde na Zemi každý den.
09:10
We need a way to tell our algorithms what images look like
196
550937
3104
Potřebujeme nějak říci našim algoritmům, jak obrázky vypadají,
09:14
without imposing one type of image's features too much.
197
554065
3249
aniž bychom příliš vnucovali vlastnosti jednoho typu obrázků.
09:17
One way we can try to get around this
198
557865
1893
Jedna z cest, jak se tomu vyhnout,
09:19
is by imposing the features of different kinds of images
199
559782
3062
je aplikovat vlastnosti různých druhů obrázků
09:22
and seeing how the type of image we assume affects our reconstructions.
200
562868
4130
a pozorovat, jak námi zvolený typ obrázku ovlivňuje naše rekonstrukce.
09:27
If all images' types produce a very similar-looking image,
201
567712
3491
Pokud všechny typy obrázků vytvoří velmi podobně vypadající obrázek,
09:31
then we can start to become more confident
202
571227
2057
pak si můžeme být více jisti,
09:33
that the image assumptions we're making are not biasing this picture that much.
203
573308
4173
že naše předpoklady příliš neovlivňují tento obrázek.
09:37
This is a little bit like giving the same description
204
577505
2990
Je to podobné, jako kdybyste dali stejný popis
09:40
to three different sketch artists from all around the world.
205
580519
2996
třem různým kreslířům portrétů z celého světa.
09:43
If they all produce a very similar-looking face,
206
583539
2860
Pokud vytvoří velmi podobně vypadající obličej,
09:46
then we can start to become confident
207
586423
1793
pak se můžeme spoléhat,
09:48
that they're not imposing their own cultural biases on the drawings.
208
588240
3616
že se nesnaží vložit do kreseb svoje vlastní kulturní odlišnosti.
09:51
One way we can try to impose different image features
209
591880
3315
Jednou z cest, jak se pokusit aplikovat různé vlastnosti obrázků,
09:55
is by using pieces of existing images.
210
595219
2441
je použití částí existujících obrázků.
09:58
So we take a large collection of images,
211
598214
2160
Proto jsme vytvořili velkou sbírku obrázků
10:00
and we break them down into their little image patches.
212
600398
2718
a rozdělili jsme je na malé dílky.
10:03
We then can treat each image patch a little bit like pieces of a puzzle.
213
603140
4285
Pak si můžeme s dílky hrát jako s kousky puzzle.
10:07
And we use commonly seen puzzle pieces to piece together an image
214
607449
4278
Ty dílky, které se vyskytují často, pak použijeme k vytvoření obrázku,
10:11
that also fits our telescope measurements.
215
611751
2452
který odpovídá měření našich teleskopů.
10:15
Different types of images have very distinctive sets of puzzle pieces.
216
615040
3743
Odlišné typy obrázků mají velmi odlišné skupiny dílků.
10:18
So what happens when we take the same data
217
618807
2806
Takže co se stane, když vezmeme stejná data,
10:21
but we use different sets of puzzle pieces to reconstruct the image?
218
621637
4130
ale použijeme různé skupiny dílků k rekonstrukci obrázku?
10:25
Let's first start with black hole image simulation puzzle pieces.
219
625791
4766
Začněme nejdříve s dílky z obrázku simulace černé díry.
10:30
OK, this looks reasonable.
220
630581
1591
OK, to vypadá rozumně.
Vypadá to tak, jak bychom očekávali, že bude černá díra vypadat.
10:32
This looks like what we expect a black hole to look like.
221
632196
2694
10:34
But did we just get it
222
634914
1193
Ale nezískali jsme to proto,
10:36
because we just fed it little pieces of black hole simulation images?
223
636131
3314
že jsme algoritmus nakrmili právě obrázky simulace černé díry?
10:39
Let's try another set of puzzle pieces
224
639469
1880
Pojďme zkusit další sadu dílků
10:41
from astronomical, non-black hole objects.
225
641373
2509
z astronomických objektů, které nejsou černými děrami.
10:44
OK, we get a similar-looking image.
226
644914
2126
OK, dostali jsme podobně vypadající obrázek.
10:47
And then how about pieces from everyday images,
227
647064
2236
A pak, co ty dílky z každodenních obrázků,
10:49
like the images you take with your own personal camera?
228
649324
2785
jako obrázky, které vyfotíte svým osobním foťákem?
10:53
Great, we see the same image.
229
653312
2115
Skvělé, vidíme ten samý obrázek.
10:55
When we get the same image from all different sets of puzzle pieces,
230
655451
3366
Když dostaneme ten samý obrázek z různých skupin dílků,
10:58
then we can start to become more confident
231
658841
2046
pak můžeme začít více věřit,
11:00
that the image assumptions we're making
232
660911
1966
že předpoklady, ze kterých vycházíme,
11:02
aren't biasing the final image we get too much.
233
662901
2921
neovlivňují výsledný obrázek.
11:05
Another thing we can do is take the same set of puzzle pieces,
234
665846
3253
Další věcí, kterou můžeme udělat, je vzít stejnou skupinu dílků,
11:09
such as the ones derived from everyday images,
235
669123
2489
jako jsou ty odvozené od každodenních obrázků,
11:11
and use them to reconstruct many different kinds of source images.
236
671636
3600
a použít je k rekonstrukci mnoha různých druhů zdrojových obrázků.
11:15
So in our simulations,
237
675260
1271
Pak v našich simulacích
11:16
we pretend a black hole looks like astronomical non-black hole objects,
238
676555
3775
předstíráme, že černá díra vypadá jako jiné astronomické objekty,
11:20
as well as everyday images like the elephant in the center of our galaxy.
239
680354
3849
stejně jako každodenní obrázky, jako třeba slon uprostřed naší galaxie.
11:24
When the results of our algorithms on the bottom look very similar
240
684227
3168
Když výsledky našich algoritmů ve spodní části vypadají velmi podobně
11:27
to the simulation's truth image on top,
241
687419
2096
jako skutečná simulace v horní části,
11:29
then we can start to become more confident in our algorithms.
242
689539
3346
pak můžeme více důvěřovat našim algoritmům.
11:32
And I really want to emphasize here
243
692909
1867
A ráda bych tady chtěla zdůraznit,
11:34
that all of these pictures were created
244
694800
1934
že všechny tyto obrázky byly vytvořeny
11:36
by piecing together little pieces of everyday photographs,
245
696758
2936
spojením malých kousků každodenních fotografií,
11:39
like you'd take with your own personal camera.
246
699718
2215
které byste mohli pořídit vlastním foťákem.
11:41
So an image of a black hole we've never seen before
247
701957
3276
Proto obrázek černé díry, kterou jsme nikdy neviděli,
11:45
may eventually be created by piecing together pictures we see all the time
248
705257
3943
může být nakonec vytvořen spojením obrázků, které vídáme pořád,
11:49
of people, buildings, trees, cats and dogs.
249
709224
2745
jako například lidí, budov, stromů, koček a psů.
11:51
Imaging ideas like this will make it possible for us
250
711993
2645
Nápady zobrazování, jako jsou tyto, nám umožní
11:54
to take our very first pictures of a black hole,
251
714662
2619
pořídit vůbec první obrázky černé díry
11:57
and hopefully, verify those famous theories
252
717305
2447
a, doufejme, ověřit ty slavné teorie,
11:59
on which scientists rely on a daily basis.
253
719776
2421
na které vědci spoléhají na denní bázi.
12:02
But of course, getting imaging ideas like this working
254
722221
2608
Ale, samozřejmě, uvedení takových nápadů do praxe
12:04
would never have been possible without the amazing team of researchers
255
724853
3322
by nikdy nebylo možné bez úžasného týmu vědců,
12:08
that I have the privilege to work with.
256
728199
1887
se kterými mám možnost spolupracovat.
12:10
It still amazes me
257
730110
1163
Stále mě fascinuje,
12:11
that although I began this project with no background in astrophysics,
258
731297
3351
že, ačkoliv jsem začala tento projekt bez základů v astrofyzice,
12:14
what we have achieved through this unique collaboration
259
734672
2619
to, co jsme dokázali skrze tuto unikátní spolupráci,
12:17
could result in the very first images of a black hole.
260
737315
2759
může vyústit ve vůbec první obrázky černé díry.
12:20
But big projects like the Event Horizon Telescope
261
740098
2698
Ale velké projekty, jako je Teleskop Horizontu Událostí,
12:22
are successful due to all the interdisciplinary expertise
262
742820
2814
jsou úspěšné díky veškerým mezioborovým zkušenostem,
12:25
different people bring to the table.
263
745658
1790
kterými jednotliví lidé přispívají.
12:27
We're a melting pot of astronomers,
264
747472
1706
Jsme jeden velký kotel astronomů,
12:29
physicists, mathematicians and engineers.
265
749202
2232
fyziků, matematiků a inženýrů.
12:31
This is what will make it soon possible
266
751458
2554
To je to, co brzo umožní
12:34
to achieve something once thought impossible.
267
754036
2853
dosáhnout něco, co dříve nebylo ani myslitelné.
12:36
I'd like to encourage all of you to go out
268
756913
2256
Ráda bych vás všechny povzbudila, abyste vyšli ven
12:39
and help push the boundaries of science,
269
759193
2096
a pomohli posunout hranice vědy,
12:41
even if it may at first seem as mysterious to you as a black hole.
270
761313
3901
ačkoliv se na první pohled můžou zdát stejně tajemné, jako je černá díra.
12:45
Thank you.
271
765238
1174
Děkuji.
12:46
(Applause)
272
766436
2397
(Potlesk)
O tomto webu

Tato stránka vám představí videa na YouTube, která jsou užitečná pro výuku angličtiny. Uvidíte lekce angličtiny vedené špičkovými učiteli z celého světa. Dvojklikem na anglické titulky zobrazené na každé stránce s videem si video přehrajete přímo odtud. Titulky se posouvají synchronizovaně s přehráváním videa. Pokud máte nějaké připomínky nebo požadavky, kontaktujte nás prosím pomocí tohoto kontaktního formuláře.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7