новости космоса
7600 24
07 июня 2016 05:43:08

Ученые создают новый алгоритм для получения изображений черных дыр

Исследователи из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT), США, совместно с коллегами из Гарвардского университета разработали новый алгоритм, который может помочь астрономам получить первое изображение черной дыры.

Этот алгоритм позволит собрать в единое целое данные, полученные при помощи рассеянных по всему миру радиотелескопов, входящих в состав международной коллаборации Event Horizon Telescope. Этот проект предполагает, по сути, превращение всей нашей планеты в одну гигантскую тарельчатую радиоантенну.

Радиоволны имеют сравнительно большую длину волны, поэтому для их приема требуются тарельчатые антенны большой площади. Черные дыры представляют собой весьма небольшие в масштабах Вселенной объекты, поэтому для наблюдений их в радиодиапазоне требуется, чтобы тарелка антенны имела наибольший возможный диаметр. В том случае, когда диаметр антенны становится сравним с диаметром нашей планеты – как предполагает проект Event Horizon Telescope – возникает другая проблема, связанная с тем, что плотность заполнения площади такой «антенны» отдельными радиотелескопами оказывается слишком низкой. Так, сегодня в проекте принимают участие всего лишь шесть радиообсерваторий. Это приводит к тому, что для получения качественного изображения астрономам попросту не хватает данных. На решение именно этой проблемы направлен новый алгоритм, разработанный группой исследователей во главе с Кэти Боуман, аспирантом из MIT.

Основные решения, предлагаемые этим алгоритмом под названием CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors), сводятся к программному снижению уровня атмосферного шума, снижающего качество получаемых данных, а также оригинальным схемам восстановления снимка по немногочисленным данным радиоизмерений.

Свой алгоритм Боуман представит в этом месяце на конференции Computer Vision and Pattern Recognition, которая пройдет в Лас-Вегасе, США.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
nazar24 · 07-06-2016

Наверное в скором будущем чтоб регистрировать чд, больших антенн не понадобиться, уже близок тот день, когда возле нашей светили появится чд, как показана на рисунке.

2
nazar24 · 07-06-2016

Можно добавит, после этого события, об антеннах думать некогда или некому будет.

3
LV46106 · 07-06-2016

А поместив одну антену на Луне, сразу же в десятки раз возрастёт угловая точность телескопа.
Вместо этого продолжают напористо биться головой об стену.

4
Гришин_С_Г158 · 07-06-2016

Наверняка есть какие-то проблемы при реализации
"лунного размещения". Не верю, чтобы такая банальная
мысль не приходила в головы сотен специалистов.

5
Zealot_116 · 07-06-2016

"Наверняка есть какие-то проблемы при реализации
"лунного размещения""
Думаю все силы и средства сейчас "посвящены" программе Земля-Марс. Поэтому и не торопятся застроить луну :)

6
LV46106 · 07-06-2016

Здался этот Марс. Под боком нормальный планетоид, так нет надо вот именно Марс. А че не Сатурн, можно было еще лет 300 "готовиться" к полётам.
В итоге ни Марса, ни Луны, вообще ничего.

7
elena192 · 07-06-2016

Надо вдобавок к уже существующим тарелкам пристраивать гирлянду надувных тарелок,тогда площадь пространства прослушиваемого радиотелескопом значительно увеличится.

8
nanomorph110 · 07-06-2016

"А поместив одну антену на Луне" ага надо ведь всего-то доставить туда детали для хреновины в несколько десятков тысяч тонн(сколько там стоит тонну груза на Луну закинуть?), разместить там постоянную лунную базу для тысяч рабочих и инженеров, которые это за несколько лет соберут, а также закидывать туда все необходимое для ученых, которые с этим рабиотелескопом будут работать. Плюс решить проблему надежной и высокоскоростной передачи данных. И как только ученые до такого не додумались?

9
LV46106 · 07-06-2016

nanomorph, чепуха, особенно про "тысяч тонн" "тысячи инженеров" и "(тысяч:) ) надёжной передачи". Что может быть надёжней по связи, чем объект постоянно повернутый к Земле?
Решетки радиотелескопа ВООБЩЕ не требуют никакого обслуживания. Один раз поставил и всё. Ядерную батарейку туда же присоединил и/или солнечные батареи и готово.
А то, что простому обывателю вливают в уши чепуху про "невозможность" или "оченьсложность" таких действий, я уже слышал.

10
Petr_1 · 07-06-2016

LV46, не все так просто!
Это вообще называется "радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами". И делается так: На 2-х телескопах записывается сигнал с высочайшей частотой дискретизации (т.е. тысячи семплов на полупериод наблюдаемой волны) и записывается значение и ВРЕМЯ семпла по атомным часам. Получаются петабайтики информации на грузовике с винтами. Далее этот грузовик ЕДЕТ к вычислительному центру. Едет - потому что по оптоволокну это гнать довольно долго. Быстрее довезти. Далее компик с петафлопсной производительностью "думает" над этим всег пол годика и на выходе получается одно изображение высокого углового разрешения по ОДНОЙ оси - т.е. полоски:) Далее ученые думают что бы это значило.
Делать это на Луне смысла нет! Поскольку точность оцифровки накладывает ограничение на угловую точность. И разносить антенны до Луны смысла уже нет - точнее не выйдет.
Но перспективы у метода большие.
Работа над этим идет активно. Методы оцифровки и обработки улучшаются. Об том и статья.

11
LV46106 · 07-06-2016

А насчет финансирования, так вот если бы взять по 1% от всех тех грантов на бесполезные исследования, можно было не то что базу, а вторую луну построить :)

12
LV46106 · 07-06-2016

Petr, "Методы оцифровки и обработки улучшаются" ну вот и молодцы, могут же улучшить, и с лунными данными тоже справились бы. Хоть и по пол-года ждать. Суперкомпьютеров хватает, только если их правильно использовать, не на подсчёты непонятно чего, типа числа пи и моделирование экзопланет и прочую лабуду, а по делу.
В позапрошлом веке люди думали, что летать быстрее звука невозможно. А оказалось возможно.

13
nanomorph110 · 07-06-2016

"1% от всех тех грантов на бесполезные исследования" а вы посчитайте, сколько бы стоило построить Аресибо на Луне вместе с базой. Все грантоеды мира нервно курят в сторонке по сравнению с этой суммой ;)
"Что может быть надёжней по связи" проводная связь ВСЕГДА надежней и быстрее, тем более если беспроводная связь идет на космические расстояния, а не до соседнего дома.
"чепуха, особенно про "тысяч тонн"" Прежде чем такое говорить, ознакомтесь с предметом. Например, Радиотелескоп П-2500 (РТ-70) - сущий карлик, диаметр нарелки всего 70 метров(а не сотни метров, как у больших), так вот у него вес только подвижной части: ~ 5000 тонн.

14
Petr_1 · 07-06-2016

LV46, ну конечно, захотели бы силы на это бросить - улучшили бы.
Но не профанируйте!!!
Я уже писал - ограничение по точности оцифровки и точности атомных часов. И именно эти ограничения делают бессмысленным разнесение 2-го телескопа на Луну. И такое разнесение (даже при условии решения всех ТЕОРЕТИЧЕСКИХ проблем) даст ОДНОМЕРНУЮ картинку. Т.е. листик с полосками. Идентифицировать объекты на котором и сличить с видимым диапазоном будет крайне сложно. Вот была бы 2-я Луна на той же орбите в 45 градусах от 1-й - тогда картинка станет нормальной - двумерной.
Так что смысл во всем этом ровно нулевой (2-й Луны как бы нет) :D
И точность атомных часов как бы близка к достижимому пределу...

15
LV46106 · 07-06-2016

nanomorph, решетка и тарелка - это радиотелескопы совсем разные по строению. Короче, бесполезно спорить. А про связь так вообще. Ну это же не домашний роутер будет транслировать Вай-Фай.
С МКС, например, идёт отличный ХД-видеосигнал и ничего, никто не жалуется на связь. С коробкой 3х3 метра на Марсе есть связь и причем отличная.
С таким подходом "надёжности" надо провода тянуть и на марс и на плутон и до центавра. Тогда будет надёжно.

16
LV46106 · 07-06-2016

Petr, Луна, вообще-то то с одной стороны, то с другой, так сказать можно "виртуализировать" "количество лун" :)
Точно так же как и Земля за пол-года находится в двух разных местах. Ну вы меня поняли.

17
LV46106 · 07-06-2016

Напоследок, хочу добавить, что всё дело в желании и возможностях. У кого есть желание - нет денег, у кого деньги есть, хотят еще больше денег.
Лично вот я думаю, что еще 50 лет назад поисследовав лунные образцы, пришли к выводу, что на Луне делать нечего, в плане ископаемых и переключились на Марс, как на перспективный.
Вы думаете, Куриосити бурит там - ищет жизнь? Про жизнь на Марсе, тоже кормят постоянно сказочками различными, то вода там текла, то еще что.
Не жизнь он ищет и никогда не искал, потому что её там нет и небыло, а ищет он и все остальные марсозонды - выгодные ископаемые.
Поэтому Луна и даром никому не нужна, что-то там строить.

18
geolux138 · 07-06-2016

В марте 2014 г. наши учёные совместно с учёными США (из других научных центров) в проекте РадиоАстрон. получили радиоизображение ближайших окрестностей, среды, окружающей центральный сверхмассивный объект нашей Галактики, с деталями, доступными для наблюдения, в 300 км. В статье были красивые картинки радиоизображения центра. Писали, что запланированы новые наблюдения (не попадались, правда) на 2015-й год. Так что первое радиоизображение, видимо, уже было получено два года назад?

19
Peery_Maus112 · 07-06-2016

Наиболее перспективными в плане исследования методом интерферометрии со сверхдлинной базой (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) являются СМЧД в центре нашей Галактики Sgr A* и в центре галактики M87. К сожалению (на сколько мне известно) разрешение получаемых сегодня изображений превышает ожидаемые размеры силуэтов (в смысле не позволяет их разглядеть).

20
Peery_Maus112 · 07-06-2016

P.S.: А картинка красивая. Жаль только, что в жизни такого не увидишь.

21
dilettant170 · 08-06-2016

Пери Маус, человекам осталось лишь научиться видеть в рентгене и ультрафиолете, вид ночного неба будет "закачаешься"!

22
Petr_1 · 08-06-2016

"Точно так же как и Земля за пол-года находится в двух разных местах. Ну вы меня поняли."
Эта идея "всплыла" сразу после начала опытов по интерферометрии с записью волновых картин.
Но дальнейшие опыты (вычислительные) показали слабые результаты. Потому интерферометрия с разнесением по времени(типа телескоп движется по орбите) на данный момент мертва (причин масса и все теоретически непреодолимы). Точнее даже не так. Вот имея готовое радиоизображение можно выделить нужные данные из таких разнесенных по времени наблюдений для разных точек в пространстве и времени. А вот наоборот - никак:D
Думаете иначе? Выкладывайте метод!

23
dilettant170 · 08-06-2016

Пётр, справедливости ради, ведь и предлагаемый "некий алгоритм для виртуального заполнения "пустот" в антенной решётке" будет в некоторой степени спекуляцией, но в любом случае ход мысли разработчика понятен, ведь "физически" заполнить эти "пустоты" слишком накладно, а двигаться вперёд надо, "топтание на месте" уже дивидентов не приносит.

24
Peery_Maus112 · 08-06-2016

dilettant, Так мы (человеки) вроде уже как бы "научились видеть", не только в ИК, УФ, рентгене, но и в гамма-диапазоне (и даже уже почти как и гравитационные волны начинаем наблюдать). Пускай это даже просто "переводится" (интерпретируется) в приемлемом для нас оптическом спектре. Просто в случае с ЧД мы и этого пока не имеем. Всё что у нас сейчас есть - всего лишь компьютерные модели. Мы даже точно не уверены, а существуют ли они вообще? Согласен, в теории всё выглядит стройно, весьма правдоподобно, да и косвенных подтверждений не мало. Но вот получить "портрет монстра" - совсем другое дело! Тут "Нобелевка" светит даже если (скажем так) вместо СМЧД вдруг окажутся СМНЗ (сверхмассивные нейтронные звёзды). Правда последнее всё-таки мало вероятно. Но тогда уж какой переворот в теории - трудно даже представить!
Вот потому-то подобные исследования так важны!

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!