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“甜甜圈減肥了”，AI為首張黑洞照片“美顏”_環(huán)球熱文

2023-04-15 11:45:23 來源：央視新聞客戶端

在人類4年前拍攝的首張黑洞照片中，黑洞及周圍光圈看起來像一個“模糊的橙色甜甜圈”。美國研究人員用人工智能技術(shù)改進(jìn)這張照片，經(jīng)過“美顏”的黑洞看起來仍像一個甜甜圈，不過“瘦了”不少。

更瘦、更清晰

(資料圖)

2019年人類拍攝的首張黑洞照片（左）和經(jīng)過人工智能改進(jìn)的黑洞照片（右）

據(jù)路透社報道，研究人員利用圖像重建算法提高了首張黑洞照片的分辨率，新照片不但呈現(xiàn)出更清晰的黑洞影像，而且黑洞周圍光圈也比原片中窄了將近一半。新照片及相關(guān)研究報告刊載于4月13日出版的美國《天體物理學(xué)雜志通訊》。

2019年4月10日，由全球8臺射電望遠(yuǎn)鏡組合而成的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目拍攝到人類歷史上第一張黑洞照片。照片中是室女座超巨橢圓星系M87中心的超大質(zhì)量黑洞，距離地球大約5500萬光年。

照片展示了一個中心為黑色的明亮光圈，看上去有點(diǎn)像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的“陰影”，明亮的光圈是繞黑洞高速旋轉(zhuǎn)的吸積盤。黑洞引力極大，能將周圍物質(zhì)吞噬其中，即使光也無法逃逸。人類因此無法直接觀測黑洞，但可以借由間接方式得知其存在。越來越多物質(zhì)墜入黑洞，會加劇摩擦、產(chǎn)生熱量、發(fā)出特別亮的光，形成吸積盤，即照片中形似甜甜圈的光圈。

研究報告主要作者、美國普林斯頓高等研究院天體物理學(xué)家利婭·梅代羅斯形象地稱黑洞的首個影像為“模糊的橙色甜甜圈”。她說，研究人員稱修片后的黑洞為“皮包骨的甜甜圈”，這聽起來“引不起食欲”。“我們也討論過叫它‘減肥甜甜圈’，但同樣索然無味”。

算法填補(bǔ)數(shù)據(jù)缺失

包括梅代羅斯在內(nèi)的4名報告作者參與了2019年獲取首張黑洞照片的研究項(xiàng)目。事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目利用分布在全球多地的8個射電望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合觀測同一目標(biāo)源并記錄下數(shù)據(jù)，形成等效于地球般口徑大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡。

然而，研究報告另一作者、美國佐治亞理工學(xué)院天體物理學(xué)家季米特里奧斯·普薩爾蒂斯說，由于項(xiàng)目中的望遠(yuǎn)鏡分布在彼此相距遙遠(yuǎn)的少數(shù)山頭上，這個望遠(yuǎn)鏡陣列的觀測存在不少“漏洞”，只能依靠算法填補(bǔ)缺失的數(shù)據(jù)。他說，新照片是利用這個全球范圍的望遠(yuǎn)鏡陣列所能獲取的“最準(zhǔn)確”黑洞影像。

梅代羅斯說，這是首次利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)填補(bǔ)數(shù)據(jù)空白。

不過，受原有數(shù)據(jù)限制，經(jīng)過“美顏”的黑洞仍然模糊，只略強(qiáng)于2019年的首張照片，遠(yuǎn)不及科幻大片中的視覺效果。

研究人員計劃用同樣技術(shù)改進(jìn)去年發(fā)布的首張銀河系黑洞照片。2022年5月，包括中國在內(nèi)的全球多地天文學(xué)家同步公布了這個超大質(zhì)量黑洞——人馬座A*（Sgr A*）的照片。

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