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

3,352,481 views ・ 2017-04-28

TED


Norėdami paleisti vaizdo įrašą, dukart spustelėkite žemiau esančius angliškus subtitrus.

Translator: Rytis G Reviewer: Andrius Družinis-Vitkus
00:13
In the movie "Interstellar,"
0
13436
1860
Filme „Interstellar“
00:15
we get an up-close look at a supermassive black hole.
1
15320
3327
galime iš arti pažvelgti į gigantišką juodąją skylę.
00:18
Set against a backdrop of bright gas,
2
18671
2143
Ryškių dujų fone
00:20
the black hole's massive gravitational pull
3
20838
2118
juodosios skylės gravitacinė trauka
00:22
bends light into a ring.
4
22980
1435
sulenkia šviesą į žiedą.
00:24
However, this isn't a real photograph,
5
24439
2109
Vis dėlto, tai ne tikra nuotrauka,
00:26
but a computer graphic rendering --
6
26572
1786
o kompiuterinis atvaizdavimas.
00:28
an artistic interpretation of what a black hole might look like.
7
28382
3390
Tai – meninė interpretacija to, kaip galėtų atrodyti juodoji skylė.
00:32
A hundred years ago,
8
32401
1166
Prieš šimtą metų
00:33
Albert Einstein first published his theory of general relativity.
9
33591
3601
Albertas Einšteinas pirmasis paskelbė savo bendrąją reliatyvumo teoriją.
00:37
In the years since then,
10
37216
1439
Nuo to laiko
00:38
scientists have provided a lot of evidence in support of it.
11
38679
2973
mokslininkai pateikė daug įrodymų jai pagrįsti.
00:41
But one thing predicted from this theory, black holes,
12
41676
3084
Tačiau viena šios teorijos prognozė – juodosios skylės –
00:44
still have not been directly observed.
13
44784
2350
vis dar nebuvo tiesiogiai pastebėta.
Nors mes galime įsivaizduoti, kaip juodoji skylė galėtų atrodyti,
00:47
Although we have some idea as to what a black hole might look like,
14
47158
3206
00:50
we've never actually taken a picture of one before.
15
50388
2779
iš tikrųjų niekada nesame jos nufotografavę.
00:53
However, you might be surprised to know that that may soon change.
16
53191
4279
Tačiau nustebsite sužinoję, kad netrukus tai gali pasikeisti.
00:57
We may be seeing our first picture of a black hole in the next couple years.
17
57494
4164
Po kelių metų galime pamatyti pirmąją juodosios skylės nuotrauką.
01:01
Getting this first picture will come down to an international team of scientists,
18
61682
3958
Šios nuotraukos sėkmė priklausys nuo tarptautinės mokslininkų komandos,
01:05
an Earth-sized telescope
19
65664
1567
Žemės dydžio teleskopo
01:07
and an algorithm that puts together the final picture.
20
67255
2832
ir algoritmo, kuris sudės galutinį atvaizdą.
Nors šiandien negalėsiu parodyti tikros juodosios skylės nuotraukos,
01:10
Although I won't be able to show you a real picture of a black hole today,
21
70111
3528
01:13
I'd like to give you a brief glimpse into the effort involved
22
73663
2911
pasistengsiu sudaryti jums įspūdį apie dedamas pastangas
01:16
in getting that first picture.
23
76598
1613
tam pirmajam atvaizdui padaryti.
01:19
My name is Katie Bouman,
24
79477
1437
Mano vardas yra Katie Bouman,
01:20
and I'm a PhD student at MIT.
25
80938
2566
esu doktorantė MIT universitete. Atlieku
01:23
I do research in a computer science lab
26
83528
2027
tyrimus informatikos laboratorijoje, kuri
01:25
that works on making computers see through images and video.
27
85579
3298
siekia, kad kompiuteriai galėtų analizuoti atvaizdus ir
01:28
But although I'm not an astronomer,
28
88901
2162
ir vaizdo įrašus. Nors ir nesu astronomė,
norėčiau jums parodyti,
01:31
today I'd like to show you
29
91087
1285
01:32
how I've been able to contribute to this exciting project.
30
92396
2903
kaip man pavyksta prisidėti prie šio nuostabaus projekto.
01:35
If you go out past the bright city lights tonight,
31
95323
2831
Jei eisite pasivaikščioti anapus ryškių miesto šviesų,
jums gali nusišypsoti laimė pamatyti stulbinantį
01:38
you may just be lucky enough to see a stunning view
32
98178
2436
01:40
of the Milky Way Galaxy.
33
100638
1493
Paukščių Tako galaktikos vaizdą.
01:42
And if you could zoom past millions of stars,
34
102155
2462
Ir jei galėtumėte prašvilpti pro milijonus žvaigždžių,
01:44
26,000 light-years toward the heart of the spiraling Milky Way,
35
104641
3755
26 000 šviesmečių link besisukančio Paukščių Tako centro,
01:48
we'd eventually reach a cluster of stars right at the center.
36
108420
3521
galiausiai pasiektumėte žvaigždžių spiečių pačiame centre.
01:51
Peering past all the galactic dust with infrared telescopes,
37
111965
3206
Žvelgdami pro galaktines dulkes infraraudonųjų spindulių teleskopais,
01:55
astronomers have watched these stars for over 16 years.
38
115195
3867
astronomai stebėjo šias žvaigždes daugiau nei 16 metų.
Bet labiausiai įspūdinga yra tai, ko jie nemato.
01:59
But it's what they don't see that is the most spectacular.
39
119086
3589
02:02
These stars seem to orbit an invisible object.
40
122699
3066
Atrodo, kad šios žvaigždės skrieja apie nematomą objektą.
02:05
By tracking the paths of these stars,
41
125789
2323
Sekdami šių žvaigždžių takus,
astronomai padarė išvadą,
02:08
astronomers have concluded
42
128136
1294
02:09
that the only thing small and heavy enough to cause this motion
43
129454
3129
kad vienintelis toks mažas ir sunkus, dalykas galintis sukelti šį
02:12
is a supermassive black hole --
44
132607
1968
judėjimą, yra gigantiška juodoji skylė –
02:14
an object so dense that it sucks up anything that ventures too close --
45
134599
4178
objektas toks tankus, kad susiurbia viską, kas priartėja pernelyg arti –
02:18
even light.
46
138801
1494
net šviesą.
02:20
But what happens if we were to zoom in even further?
47
140319
3061
Bet kas nutiktų, jei pažiūrėtume dar iš arčiau?
02:23
Is it possible to see something that, by definition, is impossible to see?
48
143404
4733
Ar įmanoma pamatyti kažką, ko iš esmės neįmanoma pamatyti?
02:28
Well, it turns out that if we were to zoom in at radio wavelengths,
49
148719
3244
Pasirodo, kad, jei vaizdą priartintumėme iki radijo bangų ilgio,
02:31
we'd expect to see a ring of light
50
151987
1682
tikėtumėmės pamatyti šviesos žiedą,
02:33
caused by the gravitational lensing of hot plasma
51
153693
2411
sukurtą karštos plazmos gravitacinio lęšio,
švilpiantį aplink juodąją skylę.
02:36
zipping around the black hole.
52
156128
1829
02:37
In other words,
53
157981
1160
Kitaip tariant,
juodoji skylė meta šešėlį ant šio šviesios medžiagos fono,
02:39
the black hole casts a shadow on this backdrop of bright material,
54
159165
3171
02:42
carving out a sphere of darkness.
55
162360
1842
sukurdama tamsos skliautą.
02:44
This bright ring reveals the black hole's event horizon,
56
164226
3339
Ryškus žiedas atskleidžia juodosios skylės įvykių horizontą,
02:47
where the gravitational pull becomes so great
57
167589
2400
kuriame gravitacinė trauka tokia stipri,
kad net šviesa negali ištrūkti.
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
Einšteino lygtys numato šio žiedo dydį ir formą,
02:54
so taking a picture of it wouldn't only be really cool,
60
174546
3208
todėl jį nufotografuoti ne tik būtų nuostabu,
02:57
it would also help to verify that these equations hold
61
177778
2618
bet ir padėtų patvirtinti, kad šios lygtys veiktų ir
03:00
in the extreme conditions around the black hole.
62
180420
2466
ekstremaliomis sąlygomis aplink juodąją skylę.
03:02
However, this black hole is so far away from us,
63
182910
2558
Vis dėlto, juodoji skylė yra taip toli nuo mūsų,
03:05
that from Earth, this ring appears incredibly small --
64
185492
3098
kad iš Žemės šis žiedas atrodo nepaprastai mažas –
03:08
the same size to us as an orange on the surface of the moon.
65
188614
3590
tokio paties dydžio, kaip mums atrodytų apelsinas ant Mėnulio paviršiaus.
03:12
That makes taking a picture of it extremely difficult.
66
192758
2824
Todėl ją nufotografuoti yra itin sunku.
03:16
Why is that?
67
196645
1302
Kodėl taip yra?
03:18
Well, it all comes down to a simple equation.
68
198512
3188
Na, viskas susiveda į paprastą lygtį.
03:21
Due to a phenomenon called diffraction,
69
201724
2416
Dėl reiškinio, vadinamo difrakcija,
yra fundamentalios ribos
03:24
there are fundamental limits
70
204164
1355
03:25
to the smallest objects that we can possibly see.
71
205543
2670
mažiausiems objektams, kuriuos galime pamatyti.
03:28
This governing equation says that in order to see smaller and smaller,
72
208789
3672
Ši lygtis sako, kad, norint pamatyti vis mažesnius objektus,
03:32
we need to make our telescope bigger and bigger.
73
212485
2587
mums reikia vis didesnio teleskopo.
Bet net ir naudodami galingiausius optinius teleskopus Žemėje,
03:35
But even with the most powerful optical telescopes here on Earth,
74
215096
3069
03:38
we can't even get close to the resolution necessary
75
218189
2419
net nepriartėjame prie reikalingos rezoliucijos,
03:40
to image on the surface of the moon.
76
220632
2198
reikalingos atvaizduoti Mėnulio paviršių.
03:42
In fact, here I show one of the highest resolution images ever taken
77
222854
3617
Tiesą sakant, čia rodau vieną iš aukščiausios raiškos Mėnulio nuotraukų,
03:46
of the moon from Earth.
78
226495
1397
kada nors padarytų iš Žemės.
03:47
It contains roughly 13,000 pixels,
79
227916
2557
Nuotraukoje yra maždaug 13 000 pikselių,
03:50
and yet each pixel would contain over 1.5 million oranges.
80
230497
4050
tačiau kiekviename pikselyje tilptų per 1,5 milijono apelsinų.
03:55
So how big of a telescope do we need
81
235396
1972
Taigi, kokio dydžio teleskopo reikia,
03:57
in order to see an orange on the surface of the moon
82
237392
2765
norint pamatyti apelsiną ant Mėnulio paviršiaus
04:00
and, by extension, our black hole?
83
240181
2214
ir, tuo pačiu, mūsų juodąją skylę?
04:02
Well, it turns out that by crunching the numbers,
84
242419
2340
Na, pasirodo, kad gerai paskaičiavę,
04:04
you can easily calculate that we would need a telescope
85
244783
2610
galėtumėte apskaičiuoti, kad reikėtų teleskopo,
kurio dydis būtų sulig Žeme.
04:07
the size of the entire Earth.
86
247417
1393
(Juokas.)
04:08
(Laughter)
87
248834
1024
Jei galėtume sukurti tokį Žemės dydžio teleskopą,
04:09
If we could build this Earth-sized telescope,
88
249882
2119
galėtume pamažu atskirti tą charakteringą šviesos žiedą,
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
kuris nurodo juodosios skylės įvykių horizontą.
Nors šioje nuotraukoje nebūtų visų detalių,
04:17
Although this picture wouldn't contain all the detail we see
91
257181
2918
matomų kompiuteriniame atvaizdavime,
04:20
in computer graphic renderings,
92
260123
1506
tai padėtų mums užtikrintai susidaryti pirmąjį įspūdį
04:21
it would allow us to safely get our first glimpse
93
261653
2299
04:23
of the immediate environment around a black hole.
94
263976
2487
apie artimiausią juodąją skylę supančią aplinką.
04:26
However, as you can imagine,
95
266487
1613
Tačiau, kaip galite įsivaizduoti,
pastatyti vienos lėkštės teleskopo, kuri būtų Žemės dydžio, yra neįmanoma.
04:28
building a single-dish telescope the size of the Earth is impossible.
96
268124
3624
04:31
But in the famous words of Mick Jagger,
97
271772
1887
Bet, kaip sakė Mickas Jaggeris,
04:33
"You can't always get what you want,
98
273683
1791
„Ne visada gali gauti tai, ko nori,
04:35
but if you try sometimes, you just might find
99
275498
2187
bet jei bandai, kartais gali rasti
04:37
you get what you need."
100
277709
1215
tai, ko tau reikia.“
04:38
And by connecting telescopes from around the world,
101
278948
2464
Sujungdami teleskopus visame pasaulyje,
04:41
an international collaboration called the Event Horizon Telescope
102
281436
3538
tarptautinis projektas pavadinimu „Įvykių horizonto teleskopas“
04:44
is creating a computational telescope the size of the Earth,
103
284998
3109
kuria Žemės dydžio skaičiuojamąjį teleskopą,
kuris pajėgus skirti struktūras
04:48
capable of resolving structure
104
288131
1537
04:49
on the scale of a black hole's event horizon.
105
289692
2199
juodosios skylės įvykių horizonto mastu.
04:51
This network of telescopes is scheduled to take its very first picture
106
291915
3387
Planuojama, kad šis teleskopų tinklas pirmąjį juodosios skylės atvaizdą
04:55
of a black hole next year.
107
295326
1815
padarys kitais metais.
Kiekvienas teleskopas pasauliniame tinkle veikia kartu.
04:57
Each telescope in the worldwide network works together.
108
297165
3338
05:00
Linked through the precise timing of atomic clocks,
109
300527
2712
Susietos preciziškais atominiais laikrodžiais,
05:03
teams of researchers at each of the sites freeze light
110
303263
2657
mokslininkų komandos kiekviename taške sustingdo šviesą,
05:05
by collecting thousands of terabytes of data.
111
305944
2962
surinkdami tūkstančius terabitų duomenų.
05:08
This data is then processed in a lab right here in Massachusetts.
112
308930
5017
Tuomet šie duomenys apdorojami laboratorijoje, čia pat, Masačiusetse.
05:13
So how does this even work?
113
313971
1794
Taigi, kaip tai apskritai veikia?
05:15
Remember if we want to see the black hole in the center of our galaxy,
114
315789
3403
Atsimenate, kad norint pamatyti juodąją skylę mūsų galaktikos centre,
05:19
we need to build this impossibly large Earth-sized telescope?
115
319216
2982
mums reikia sukurti neįmanomai didelį Žemės dydžio teleskopą?
05:22
For just a second, let's pretend we could build
116
322222
2232
Trumpam apsimeskime, kad galime sukurti
05:24
a telescope the size of the Earth.
117
324478
1842
Žemės dydžio teleskopą.
05:26
This would be a little bit like turning the Earth
118
326344
2455
Tai būtų šiek tiek panašu į Žemės pavertimą
05:28
into a giant spinning disco ball.
119
328823
1747
milžinišku diskotekos rutuliu.
05:30
Each individual mirror would collect light
120
330594
2200
Kiekvienas atskiras veidrodis surinktų šviesą,
05:32
that we could then combine together to make a picture.
121
332818
2597
kurią mes galėtume sujungti ir paversti nuotrauka.
05:35
However, now let's say we remove most of those mirrors
122
335439
2661
Tačiau, sakykime, pašaliname daugumą šių veidrodžių
ir lieka tik keli.
05:38
so only a few remained.
123
338124
1972
Mes vis dar galėtume bandyti sujungti šią informaciją,
05:40
We could still try to combine this information together,
124
340120
2877
tačiau dabar yra daug skylių.
05:43
but now there are a lot of holes.
125
343021
1993
Šie likę veidrodžiai ženklina vietas, kuriose yra mūsų teleskopai.
05:45
These remaining mirrors represent the locations where we have telescopes.
126
345038
4373
05:49
This is an incredibly small number of measurements to make a picture from.
127
349435
4079
Tai itin menkas matavimų skaičius nuotraukai sudaryti.
05:53
But although we only collect light at a few telescope locations,
128
353538
3838
Vis dėlto, nors surenkame šviesą tik keliose teleskopų buvimo vietose,
05:57
as the Earth rotates, we get to see other new measurements.
129
357400
3423
Žemei besisukant, gauname ir kitų matavimų.
06:00
In other words, as the disco ball spins, those mirrors change locations
130
360847
3819
Kitaip tariant, „diskotekos rutuliui“ besisukant, šie veidrodžiai keičia vietas
06:04
and we get to observe different parts of the image.
131
364690
2899
ir mes turime galimybę pamatyti skirtingas vaizdo dalis.
06:07
The imaging algorithms we develop fill in the missing gaps of the disco ball
132
367613
4018
Mūsų kuriami vizualizavimo algoritmai užpildo „diskotekos rutulio“ spragas
06:11
in order to reconstruct the underlying black hole image.
133
371655
3033
ir padeda mums atkurti slypintį juodosios skylės vaizdą.
06:14
If we had telescopes located everywhere on the globe --
134
374712
2636
Jei teleskopai būtų išdėstyti visame pasaulyje –
06:17
in other words, the entire disco ball --
135
377372
1941
kitaip tariant, pilnas „diskotekos rutulys“ –
06:19
this would be trivial.
136
379337
1284
tai būtų nereikšminga.
06:20
However, we only see a few samples, and for that reason,
137
380645
3322
Tačiau mes matome tik keletą vaizdo dalių ir todėl
06:23
there are an infinite number of possible images
138
383991
2388
egzistuoja begalinis galimų vaizdų skaičius,
06:26
that are perfectly consistent with our telescope measurements.
139
386403
2964
kurie visiškai atitinka mūsų išmatavimus teleskopu.
06:29
However, not all images are created equal.
140
389391
3016
Vis dėlto, ne visi vaizdai yra vienodai naudingi.
06:32
Some of those images look more like what we think of as images than others.
141
392849
4458
Kai kurie šių vaizdų labiau panėšėja į tai, ką laikome vaizdais, nei kiti.
06:37
And so, my role in helping to take the first image of a black hole
142
397331
3222
Tad mano vaidmuo bandant padaryti pirmąją juodosios skylės nuotrauką
06:40
is to design algorithms that find the most reasonable image
143
400577
2932
yra algoritmų, kurie rastų tinkamiausią vaizdą ir atitiktų
06:43
that also fits the telescope measurements.
144
403533
2222
teleskopo išmatavimus, kūrimas.
06:46
Just as a forensic sketch artist uses limited descriptions
145
406727
3942
Kaip ir kriminalinės ekspertizės ekspertai naudojasi ribotais apibūdinimais,
06:50
to piece together a picture using their knowledge of face structure,
146
410693
3514
kad sudėliotų vaizdą pasinaudodami savo žiniomis apie veido struktūrą,
06:54
the imaging algorithms I develop use our limited telescope data
147
414231
3315
mano vizualizavimo algoritmai naudoja ribotus teleskopų duomenis,
06:57
to guide us to a picture that also looks like stuff in our universe.
148
417570
4322
kad padėtų mums atkurti vaizdą, kuris atrodytų kaip visatoje matomi dalykai.
07:01
Using these algorithms, we're able to piece together pictures
149
421916
3651
Naudodami šiuos algoritmus, mes galime sudėlioti vaizdus
07:05
from this sparse, noisy data.
150
425591
2180
iš šių negausių, chaotiškų duomenų.
07:07
So here I show a sample reconstruction done using simulated data,
151
427795
4529
Čia demonstruoju bandomąją rekonstrukciją, sukurtą naudojant netikrus duomenis,
07:12
when we pretend to point our telescopes
152
432348
1933
įsivaizduojant, kad nukreipiame teleskopus
07:14
to the black hole in the center of our galaxy.
153
434305
2585
į juodąją skylę, esančią mūsų galaktikos centre.
07:16
Although this is just a simulation, reconstruction such as this give us hope
154
436914
4455
Nors tai tik simuliacija, rekonstrukcijos, tokios kaip ši, mums suteikia vilties, kad
07:21
that we'll soon be able to reliably take the first image of a black hole
155
441393
3453
netrukus galėsime patikimai padaryti pirmąją juodosios skylės nuotrauką
07:24
and from it, determine the size of its ring.
156
444870
2595
ir ja remdamiesi nustatyti jos žiedo dydį.
Nors aš mielai ir toliau pasakočiau apie šio algoritmo detales,
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
jūsų laimei, neturiu tiek laiko.
07:33
But I'd still like to give you a brief idea
159
453539
2001
Bet vis tiek norėčiau trumpai papasakoti,
07:35
of how we define what our universe looks like,
160
455564
2302
kaip mes apibrėžiame visatos išvaizdą
07:37
and how we use this to reconstruct and verify our results.
161
457890
4466
ir kaip tai naudojame rezultatams atkurti ir patikrinti.
07:42
Since there are an infinite number of possible images
162
462380
2496
Kadangi egzistuoja begalinis galimų vaizdų skaičius,
07:44
that perfectly explain our telescope measurements,
163
464900
2365
kurie puikiai pateisina mūsų teleskopų išmatavimus,
07:47
we have to choose between them in some way.
164
467289
2605
kažkokiu būdu mums reikia iš jų išskirti tinkamus.
07:49
We do this by ranking the images
165
469918
1838
Tai darome klasifikuodami vaizdus pagal
07:51
based upon how likely they are to be the black hole image,
166
471780
2834
tikimybę būti juodosios skylės vaizdu,
07:54
and then choosing the one that's most likely.
167
474638
2482
tada išsirenkame vieną, kuris yra labiausiai tikėtinas.
07:57
So what do I mean by this exactly?
168
477144
2195
Taigi, ką aš noriu tuo pasakyti?
07:59
Let's say we were trying to make a model
169
479862
1978
Tarkime, mes bandome sukurti modelį,
08:01
that told us how likely an image were to appear on Facebook.
170
481864
3183
kuris mums nurodytų tikimybę, kad vaizdas atsiras „Facebook“ tinkle.
Norėtume, kad modelis parodytų,
08:05
We'd probably want the model to say
171
485071
1701
08:06
it's pretty unlikely that someone would post this noise image on the left,
172
486796
3557
kad mažai tikėtina, jog kažkas paskelbtų šį kairėję esantį vaizdą su triukšmu,
08:10
and pretty likely that someone would post a selfie
173
490377
2419
ir gana tikėtina, kad paskelbtų asmenukę,
08:12
like this one on the right.
174
492820
1334
tokią, kaip ši dešinėje.
Vaizdas viduryje yra neryškus,
08:14
The image in the middle is blurry,
175
494178
1639
08:15
so even though it's more likely we'd see it on Facebook
176
495841
2639
todėl, nors ir labiau tikėtina pamatyti jį „Facebook“,
08:18
compared to the noise image,
177
498504
1360
palyginti su vaizdu su triukšmu,
08:19
it's probably less likely we'd see it compared to the selfie.
178
499888
2960
turbūt mažiau tikėtina, kad pamatytume jį, o ne asmenukę.
08:22
But when it comes to images from the black hole,
179
502872
2290
Bet, kai kalbame apie juodosios skylės vaizdus,
08:25
we're posed with a real conundrum: we've never seen a black hole before.
180
505186
3502
susiduriame su tikra mįslė – mes dar niekada nematėme juodosios skylės.
08:28
In that case, what is a likely black hole image,
181
508712
2291
Tad koks yra tikėtinas juodosios skylės atvaizdas
ir kaip turėtume įsivaizduoti juodųjų skylių struktūrą?
08:31
and what should we assume about the structure of black holes?
182
511027
2938
08:33
We could try to use images from simulations we've done,
183
513989
2632
Galėtume naudoti vaizdus iš mūsų atliktų simuliacijų,
08:36
like the image of the black hole from "Interstellar,"
184
516645
2530
tarkime, juodosios skylės vaizdas iš „Interstellar“,
08:39
but if we did this, it could cause some serious problems.
185
519199
2938
bet jei tai padarytumėme, galėtume sukelti rimtų problemų.
Kas nutiktų, jei Einšteino teorijos nepasitvirtintų?
08:42
What would happen if Einstein's theories didn't hold?
186
522161
3380
08:45
We'd still want to reconstruct an accurate picture of what was going on.
187
525565
3961
Mes vis tiek norėtume atkurti tikslų vaizdą, to, kas ten vyksta.
08:49
If we bake Einstein's equations too much into our algorithms,
188
529550
3371
Jei mes pernelyg pasikliausime Einšteino lygtimis savo algoritmuose,
08:52
we'll just end up seeing what we expect to see.
189
532945
2755
galų gale tiesiog pamatysime tai, ką ir tikėjomės pamatyti.
08:55
In other words, we want to leave the option open
190
535724
2276
Kitaip tariant, norime pasilikti galimybę, kad
mūsų galaktikos centre yra milžiniškas dramblys.
08:58
for there being a giant elephant at the center of our galaxy.
191
538024
2923
09:00
(Laughter)
192
540971
1057
(Juokas.)
Skirtingi atvaizdų tipai turi labai skirtingas ypatybes.
09:02
Different types of images have very distinct features.
193
542052
2989
Galime lengvai atskirti sumodeliuotus juodosios skylės atvaizdus
09:05
We can easily tell the difference between black hole simulation images
194
545065
3548
09:08
and images we take every day here on Earth.
195
548637
2276
nuo kasdien čia, Žemėje, padaromų nuotraukų.
09:10
We need a way to tell our algorithms what images look like
196
550937
3104
Turime kažkaip nurodyti savo algoritmams, kaip atrodo nuotraukos,
pernelyg neprimetant vieno nuotraukų ypatybių tipo.
09:14
without imposing one type of image's features too much.
197
554065
3249
09:17
One way we can try to get around this
198
557865
1893
Vienas būdų, kaip galėtume tai išspręsti,
09:19
is by imposing the features of different kinds of images
199
559782
3062
yra įvairių vaizdų tipų priskyrimas,
09:22
and seeing how the type of image we assume affects our reconstructions.
200
562868
4130
o tada išsiaiškinti, kaip pateiktas vaizdas veikia mūsų rekonstrukcijas.
09:27
If all images' types produce a very similar-looking image,
201
567712
3491
Jei visų nuotraukų tipai pateikia labai panašiai atrodantį atvaizdą,
09:31
then we can start to become more confident
202
571227
2057
tuomet galime būti labiau tikri,
09:33
that the image assumptions we're making are not biasing this picture that much.
203
573308
4173
kad mūsų daromos prielaidos apie atvaizdus nėra pernelyg šališkos.
09:37
This is a little bit like giving the same description
204
577505
2990
Tai šiek tiek panašu į to paties apibūdinimo pateikimą trims
09:40
to three different sketch artists from all around the world.
205
580519
2996
skirtingiems kriminalinės ekspertizės ekspertams iš viso pasaulio.
09:43
If they all produce a very similar-looking face,
206
583539
2860
Jei jie visi gauna labai panašiai atrodantį veidą,
09:46
then we can start to become confident
207
586423
1793
tuomet galime būti tikri,
09:48
that they're not imposing their own cultural biases on the drawings.
208
588240
3616
kad jie savo piešiniams neprimeta savo kultūrinio šališkumo.
09:51
One way we can try to impose different image features
209
591880
3315
Vienas būdų priskirti skirtingas vaizdų ypatybes
09:55
is by using pieces of existing images.
210
595219
2441
yra esančių nuotraukų naudojimas.
09:58
So we take a large collection of images,
211
598214
2160
Taigi paimame didelę nuotraukų kolekciją
10:00
and we break them down into their little image patches.
212
600398
2718
ir nuotraukas suardome į mažas nuotrupas.
Tada kiekvieną nuotrupą galime traktuoti kaip dėlionės gabaliuką.
10:03
We then can treat each image patch a little bit like pieces of a puzzle.
213
603140
4285
10:07
And we use commonly seen puzzle pieces to piece together an image
214
607449
4278
Naudojame dažnai matomus dėlionės gabaliukus atvaizdui sudaryti,
10:11
that also fits our telescope measurements.
215
611751
2452
kuris taip pat atitinka mūsų teleskopo išmatavimus.
Skirtingi atvaizdų tipai turi labai savitus dėlionės gabaliukų rinkinius.
10:15
Different types of images have very distinctive sets of puzzle pieces.
216
615040
3743
10:18
So what happens when we take the same data
217
618807
2806
Taigi, kas nutinka, kai paimame tuos pačius duomenis,
10:21
but we use different sets of puzzle pieces to reconstruct the image?
218
621637
4130
bet naudojame skirtingus dėlionės gabaliukų rinkinius atvaizdui atkurti?
10:25
Let's first start with black hole image simulation puzzle pieces.
219
625791
4766
Pirma pradėkime nuo juodosios skylės atvaizdo modelio dėlionės gabaliukų.
10:30
OK, this looks reasonable.
220
630581
1591
Gerai, tai atrodo visai priimtina.
10:32
This looks like what we expect a black hole to look like.
221
632196
2694
Tai atrodo taip, kaip ir manome atrodant juodąją skylę.
10:34
But did we just get it
222
634914
1193
Bet ar šį atvaizdą gavome
tik todėl, kad jį gavome iš mažų juodosios skylės simuliacijos vaizdų?
10:36
because we just fed it little pieces of black hole simulation images?
223
636131
3314
10:39
Let's try another set of puzzle pieces
224
639469
1880
Paimkime kitą dėlionės gabaliukų rinkinį
10:41
from astronomical, non-black hole objects.
225
641373
2509
naudodami astronominius ne juodosios skylės objektus.
10:44
OK, we get a similar-looking image.
226
644914
2126
Gerai, dabar gauname panašų vaizdą.
O kaip dėl gabaliukų iš kasdienių nuotraukų,
10:47
And then how about pieces from everyday images,
227
647064
2236
10:49
like the images you take with your own personal camera?
228
649324
2785
pavyzdžiui, tokių, kurias padarote savo fotoaparatu?
10:53
Great, we see the same image.
229
653312
2115
Puiku, mes matome tą patį vaizdą.
10:55
When we get the same image from all different sets of puzzle pieces,
230
655451
3366
Kai gauname tą patį vaizdą iš skirtingų dėlionės gabaliukų rinkinių,
10:58
then we can start to become more confident
231
658841
2046
tuomet galime būti labiau tikri,
11:00
that the image assumptions we're making
232
660911
1966
kad mūsų daromos prielaidos apie atvaizdą
11:02
aren't biasing the final image we get too much.
233
662901
2921
nedaro pernelyg daug įtakos galutiniam atvaizdui.
11:05
Another thing we can do is take the same set of puzzle pieces,
234
665846
3253
Taip pat galime paimti tą patį dėlionės gabaliukų rinkinį,
pavyzdžiui iš gabaliukų, gautų iš kasdienių nuotraukų,
11:09
such as the ones derived from everyday images,
235
669123
2489
11:11
and use them to reconstruct many different kinds of source images.
236
671636
3600
ir jį panaudoti rekonstruodami daugybę įvairių pirminių vaizdų.
11:15
So in our simulations,
237
675260
1271
Modeliuodami įsivaizduojame,
11:16
we pretend a black hole looks like astronomical non-black hole objects,
238
676555
3775
kad juodoji skylė atrodo kaip astronominiai ne juodosios skylės objektai
11:20
as well as everyday images like the elephant in the center of our galaxy.
239
680354
3849
o taip pat ir kasdieniai vaizdai, tokie kaip dramblys mūsų galaktikos centre.
11:24
When the results of our algorithms on the bottom look very similar
240
684227
3168
Kai mūsų algoritmų rezultatai apačioje atrodo labai panašūs į
11:27
to the simulation's truth image on top,
241
687419
2096
simuliacijos tikrąjį vaizdą, esantį viršuje,
11:29
then we can start to become more confident in our algorithms.
242
689539
3346
galime būti labiau tikri savo algoritmais.
11:32
And I really want to emphasize here
243
692909
1867
Čia aš būtinai noriu pabrėžti,
11:34
that all of these pictures were created
244
694800
1934
kad visos šios nuotraukos sukurtos
11:36
by piecing together little pieces of everyday photographs,
245
696758
2936
sujungiant mažas daleles iš kasdienių nuotraukų,
11:39
like you'd take with your own personal camera.
246
699718
2215
tokių, kurias padarote savo fotoaparatu.
11:41
So an image of a black hole we've never seen before
247
701957
3276
Todėl juodosios skylės atvaizdas, kurio dar nesame matę,
11:45
may eventually be created by piecing together pictures we see all the time
248
705257
3943
galiausiai gali būti sukurtas sudedant mums įprastus vaizdus:
11:49
of people, buildings, trees, cats and dogs.
249
709224
2745
žmones, pastatus, medžius, kates ir šunis.
11:51
Imaging ideas like this will make it possible for us
250
711993
2645
Vizualizavimo dėjų, tokių kaip ši, dėka galbūt galėsime
11:54
to take our very first pictures of a black hole,
251
714662
2619
padaryti pačias pirmąsias juodosios skylės nuotraukas
11:57
and hopefully, verify those famous theories
252
717305
2447
ir, tikėkimės, patvirtinti tas garsiąsias teorijas,
11:59
on which scientists rely on a daily basis.
253
719776
2421
kuriomis kasdien remiasi mokslininkai.
12:02
But of course, getting imaging ideas like this working
254
722221
2608
Žinoma, įgyvendinti šias atvaizdavimo idėjas
12:04
would never have been possible without the amazing team of researchers
255
724853
3322
nebūtų įmanoma be nuostabios mokslininkų komandos,
12:08
that I have the privilege to work with.
256
728199
1887
su kuria aš turiu garbę dirbti.
Mane vis dar stebina,
12:10
It still amazes me
257
730110
1163
12:11
that although I began this project with no background in astrophysics,
258
731297
3351
kad, nors pradėjau šį projektą neturėdama astrofizikos darbo patirties,
12:14
what we have achieved through this unique collaboration
259
734672
2619
tai, ką pasiekėme šio nepaprasto bendradarbiavimo dėka,
12:17
could result in the very first images of a black hole.
260
737315
2759
gali virsti pačiais pirmaisiais juodosios skylės vaizdais.
Bet dideli projektai, kaip „Įvykių horizonto teleskopas“
12:20
But big projects like the Event Horizon Telescope
261
740098
2698
12:22
are successful due to all the interdisciplinary expertise
262
742820
2814
yra sėkmingi dėka visos tarpdisciplininės kompetencijos,
12:25
different people bring to the table.
263
745658
1790
kurią suteikia skirtingi žmonės.
12:27
We're a melting pot of astronomers,
264
747472
1706
Mes – verdantis katilas astronomų,
12:29
physicists, mathematicians and engineers.
265
749202
2232
fizikų, matematikų ir inžinierių.
12:31
This is what will make it soon possible
266
751458
2554
Būtent dėl to greitai bus įmanoma
pasiekti tai, kas kažkada atrodė neįmanoma.
12:34
to achieve something once thought impossible.
267
754036
2853
12:36
I'd like to encourage all of you to go out
268
756913
2256
Norėčiau jus paskatinti veikti
12:39
and help push the boundaries of science,
269
759193
2096
ir padėti plėsti mokslo ribas,
12:41
even if it may at first seem as mysterious to you as a black hole.
270
761313
3901
net jei iš pradžių tai gali atrodyti taip pat paslaptinga, kaip juodoji skylė.
12:45
Thank you.
271
765238
1174
Ačiū.
12:46
(Applause)
272
766436
2397
(Plojimai.)
Apie šią svetainę

Šioje svetainėje rasite "YouTube" vaizdo įrašų, naudingų mokantis anglų kalbos. Pamatysite anglų kalbos pamokas, kurias veda aukščiausio lygio mokytojai iš viso pasaulio. Dukart spustelėkite angliškus subtitrus, rodomus kiekvieno vaizdo įrašo puslapyje, kad iš ten paleistumėte vaizdo įrašą. Subtitrai slenka sinchroniškai su vaizdo įrašo atkūrimu. Jei turite pastabų ar pageidavimų, susisiekite su mumis naudodami šią kontaktinę formą.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7