Katie Bouman

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Katie Bouman
Katie Bouman answers questions about the Event Horizon Telescope project.jpg
Életrajzi adatok
Született1989május 9. (30 éves)
West Lafayette, Indiana, Amerikai Egyesült Államok
Születési neve Katherine Louise Bouman
Ismeretes mint egy a fekete lyukak képi elemzését lehetővé tévő számítógépes algoritmus kidolgozója
Állampolgárság amerikai
SzüleiCharles Addison Bouman
Iskolái
Iskolái
Felsőoktatási
intézmény
University of Michigan (2007–2011) (MSc)
Pályafutása
Szakterület számítógépes képalkotás
Tudományos fokozat Massachusetts Institute of Technology (2011–2017) (PhD)
Munkahelyek
Jelentős munkái A Messier 87 galaxisban levő fekete lyuk képének elkészítése
Tudományos publikációk száma 33 (2019. áprilisig)[1]
Szakmai kitüntetések
100 Women (2019)
Katie Bouman weboldala
A Wikimédia Commons tartalmaz Katie Bouman témájú médiaállományokat.

Katherine Louise Bouman (a szaksajtóban elterjedt néven: Katie Bouman) (West Lafayette, Indiana, Amerikai Egyesült Államok, 1989. május 9. –) amerikai villamosmérnök, számítástechnikus, az Event Horizont asztrofizikai kutatási projekt számítógépes képalkotási rendszerének egyik társfejlesztője, társszerzője. Posztdoktori gyakorlatának részeként kapott lehetőséget, hogy a hatvan egyetem mintegy 200 csillagászának, fizikusának, matematikusának és mérnökének munkáját egyesítő Event Horizont asztrofizikai kutatási projektben részt vegyen, amely közreműködés jelentős közismertséget hozott számára.[2]

Szakmai pályafutása[szerkesztés]

Középiskolai tanulmányait a West Lafayette High and Senior Schoolban végezte 2007-ben. Apja Charles Bouman az elektromosságtan, a számítástechnika és az orvosbiológia professzora a Purdue-i Egyetemen.[3] Már a középiskola alatt besegített apja egyetemének néhány kutatásába. Az Event Horizont teleszkópról[4] (EHT) 2007-ben, a középiskolában hallott először.[5]

Tanulmányai[szerkesztés]

2007-től a University of Michigan hallgatója volt, ahol 2011-ben villamosmérnök diplomát szerzett. 2011—2017 között a Massachusettsi Műszaki Egyetemen (MIT) folytatta doktori képzését villamosmérnöki és számítógéptudományi területen. Doktori értekezésének témája az „Extrém képalkotás fizikai modell inverzióval: Túllátni a sarkokon és képet készíteni a fekete lyukakról[6] volt. 2017—2019 között posztdoktori gyakorlatát a Massachusettsben levő Harvard-Smithsonian Center for Astrophysicsban töltötte.[7] 2019 júniusától a CalTech (Kaliforniai Műszaki Egyetem) Mérnöki és Alkalmazott Tudományok divíziójában a számítástechnikai és matematikai tudományok adjunktusa.[8]

A fekete lyuk képe[szerkesztés]

A számítógépes képalkotással, a nagy távolságban levő objektumokról érkező jelek feldolgozásával, az ehhez szükséges algoritmus kidolgozásával 2013 óta foglalkozik. Doktori értekezésének témája a rádióteleszkópokra érkező jelek alapján történő képalkotást, konkrétan a fekete lyukak képi elemzését érinti. A témával kapcsolatban 2016-ban már PhD hallgatóként is előadást tartott egy TED konferecián.[9] Ebben az előadásában arról a csillagászati problémáról beszélt, hogy egyes asztrofizikai kutatásokhoz egy földméretű rádióteleszkópra lenne szükség, amelynek megépítése természetesen lehetetlen, és hogy a rádiócsillagászat már választ adott a problémára: a Föld különböző pontjain elhelyezkedő teleszkópok adatainak összegzése megnöveli az észlelési pontosságot, a képfelbontást.

2017-től lett tagja az Event Horizont Telescope (EHT) kutatócsoportnak, amely feladatául tűzte a fekete lyukak vizsgálatát. A kutatás egyebek mellett vizsgálta a galaxisunk, vagyis a Tejútrendszer középpontjában található fekete lyukat is. A Messier 87 galaxis szívében, 55 millió fényévre található, a Napnál 6,6 milliárdszor nagyobb tömegű, szupermasszív fekete lyukról történő kép elkészítésével szélesebb körben is ismertté vált ez az asztrofizikai kutatás. A kutatáshoz a Föld különböző pontjain elhelyezkedő nyolc rádióteleszkóp összehangolt méréseit használták fel.[10] Az Egyesült Államokban, Chilében, Spanyolországban, Mexikóban és az Antarktiszon működő teleszkópok dolgoztak együtt a cél érdekében. Az ismertté vált kép elkészítéséhez 5 242 880 gigabájt adatot kellett feldolgozni, amelynek eredményeként 2018 közepére elkészült az első kép a fekete lyukról, pontosabban annak környezetéről.[11]

Az eredményt 2019. április 10-én a világ öt különböző helyszínén egyidejűleg publikálták a nagyközönség számára. Az eredmény igazolja Einsteinnek az általános relativitáselmélet szerinti elméleti számításait. A képen látható félholdszerű fényjelenséget már Einstein speciális relativitáselmélete is megjósolta. A fekete lyuk közvetlenül nem fényképezhető le, hiszen nagy tömege és gravitációs tere minden közelébe kerülő anyagot és sugárzást elnyel, így a fényt is. Emiatt legfeljebb csak a közelében, az eseményhorizonton még kívül lévő lévő anyag megváltozott sugárzása észlelhető. Ahogy a fekete lyuk környezetéből egyre gyorsabban zuhan felé az anyag, az felizzik, és jellegzetes fényt bocsát ki. Látható, ahogy a fekete lyuk gravitációs tere még a fényt is elhajlítja maga körül.[12]

A képalkotó algoritmus[szerkesztés]

A blurry photo of a supermassive black hole in M87.
Az Event Horizont kutatás közismertté vált fényképe egy fekete lyukról

A kép megalkotásához a rendelkezésre álló mintegy 7 petabájtnyi adatot egy 800 CPU-ból álló szuperszámítógép dolgozta fel. Andrew Chael rádióteleszkóp adatfeldolgozó és képalkotási algoritmusai mellett egy olyan képalkotási algoritmust használtak fel, amelyet az angol elnevezés (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors) kezdőbetűiből CHIRP-nek nevezett el az eljárást 2016-ban vezető fejlesztőként bemutató Katie Bouman. A CHIRP(wd) fejlesztésében a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) Számítógéptudományi és Mesterséges Intelligencia Laboratórium, a Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics(wd) és a MIT Haystack Observatory(wd) fejlesztő csoportjai vettek részt William T. Freeman(wd) kiemelt közreműködésével. A kifejlesztett algoritmus az EHT-hálózaton összegyűjtött adatok összeillesztésére és a hiányzó pixelek pótlására szolgál. Ennek az algoritmusnak és a Jan Högbom(wd) által már 1974-ben kifejlesztett, hasonló célú CLEAN algoritmusnak a képét összekeverve állították elő a közismertté vált végleges képet.[13]

A nagy volumenű rádiócsillagászati kutatás számítógépes csoportja Katie Bouman irányításával a rádióteleszkópok által gyűjtött csillagászati adatokat egyetlen koherens képpé alakította. Az adatfeldolgozó eljárás egyik szakaszában négy különálló csoportban dolgozták fel az adatokat, majd a különálló eredményeket összevetve szereztek bizonyosságot a helytálló leképezésről.

A keletkezett képen az interferencia miatt az egyik oldalán fényesebb gyűrű látható az intenzív gravitációban egy a Napnál 6,5 milliárdszor nagyobb fekete lyuk körül. Ez a régóta keresett kép a legerősebb bizonyítékot szolgáltatja a szupermasszív fekete lyukak létezésére, és új távlatot nyit a fekete lyukak, azok eseményhorizontjai és gravitációjuk tanulmányozása előtt.[14]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Katherine L. Bouman. scholar.google.com
  2. Katie Bouman: The Woman Who Made Black Hole Image Possible (angol nyelven). telesurenglish.net, 2019. április 11. (Hozzáférés: 2019. április 13.)
  3. Dave Bangert: That first-ever black hole picture? A West Lafayette grad played a big part (angol nyelven). eu.jconline.com, 2019. április 11. (Hozzáférés: 2019. április 13.)
  4. Az Eseményhorizont Teleszkóp nem egy darab teleszkópot jelent, hanem a világ különböző pontjain található obszervatóriumok globális hálózatát.
  5. Juhász Edina: Az internet őt ünnepli, pedig egyedül semmire se ment volna. index.hu, 2019. április 13. (Hozzáférés: 2019. április 13.)
  6. „Extreme Imaging via Physical Model Inversion: Seeing Around Corners and Imaging Black Holes”
  7. Önéletrajz (angol nyelven). MIT. (Hozzáférés: 2019. április 13.)
  8. Katie Bouman Joins EAS and CMS (angol nyelven). CalTECH. (Hozzáférés: 2019. április 13.)
  9. How to take a picture of a black hole — Katie Bouman. a YouTube-on
  10. Kovács Bea: Kicsoda Katie Bouman, akinek munkája a fekete lyuk képi rögzítéséhez vezetett?. transindex.ro, 2019. április 12.
  11. Molnár Csaba: Egy 29 éves tudósnak köszönhetjük a fekete lyukról készült képet. index.hu, 2019. április 10.
  12. Molnár Csaba: Itt az év legfontosabb csillagászati felfedezése. index.hu, 2019. április 10.
  13. First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole (angol nyelven). The Astrophysical Journal Letters, 2019. április 10. (Hozzáférés: 2019. április 13.)
  14. Dr. Katie Bouman developed an algorithm known as Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors (or CHIRP) which allowed for the first-ever picture of a supermassive black hole to be rendered (angol nyelven). girlgeek.io, 2019. április 11. (Hozzáférés: 2019. április 13.)

Források[szerkesztés]

További információk[szerkesztés]