首張黑洞影像被人工智慧銳化，令人難以置信

2019 年 4 月，天文學家揭示了人類在科學領域最偉大的成就之一——。 （當然，這張照片並不是黑洞本身的直接照片，這是不可能的。稍後會詳細介紹。）現在，由於一種新的機器學習技術使圖像更加銳化，一個新版本已經發布，並且M87* 看起來從未如此美好。

自從第一個歷史性版本發布以來，我們還擁有我們自己的超大質量黑洞人馬座 A*，它位於銀河系中心，但當 Messier 87 在 2019 年接受處理時，對於那些可能不知道會發生什麼的漫不經心的觀察者來說，它有點……模糊。

這張新圖像經過人工智慧改造，更好地顯示了物體的黑暗中心區域，以及落入黑洞的熱氣體發出的出人意料的狹窄明亮環。 參與研究的研究人員熱衷於強調這並不是像某些研究那樣使用人工智慧來填補空白。為了提高相機的影像能力，而是使用事件視界望遠鏡 (EHT) 合作的原始數據，並透過他們新開發的程式運行它，以實際代表 EHT 的完整解析度。

「借助我們新的機器學習技術 PRIMO，我們能夠實現當前陣列的最大分辨率，」EHT 合作的原始成員、主要作者 Lia Medeiros 在一份報告中說道。陳述。

「由於我們無法近距離研究黑洞，因此影像中的細節對於我們理解其行為的能力起著至關重要的作用。 圖像中環的寬度現在縮小了大約兩倍，這將成為我們的理論模型和重力測試的強大約束。

但讓我們從頭開始。 早在 2017 年 4 月，EHT 合作就將全球七台電波望遠鏡轉向同一方向，想法是創造一台地球大小的望遠鏡。 他們的目標是一個雄心勃勃的目標：對超大質量黑洞事件視界的陰影進行成像，而他們確實做到了。 在第一張影像之前，觀察黑洞的唯一方法是間接觀察其效應而不是物體本身。 黑洞是一種產生強大重力場的物體，其附近的任何物體（包括光）都無法逃脫。

懸崖的邊緣就是事件視界（橙色環的中心邊緣，吸積盤），這是逃離黑洞引力的閾值，你需要以比光速更快的速度移動——並且根據愛因斯坦的狹義相對論，太空中沒有任何物體的運動速度都能超過光速。 天文學家成功拍攝了 M87* 事件視界的陰影。

快進到現在，EHT 的一些成員已經開發了他們所謂的 PRIMO（主成分乾涉建模），該模型依賴字典學習，透過向數千個範例展示人工智慧來教授「規則」。 將 PRIMO 應用於 EHT 的 M87* 數據，分析了事件視界的 30,000 張高保真模擬影像，以找到影像中的常見模式。 混合結果創建了 EHT 觀測結果的更清晰且仍然高度準確的表示，這也成功地估計了原始影像中的一些缺失資料。

團隊還確認，新圖像與原始數據以及 M87* 的理論預期一致。 使用這項新技術可以更準確地測量其品質和其他行為。 射手座 A* 甚至可能是下一個。

「2019 年的圖像只是一個開始，」梅代羅斯說。 「如果一張圖片抵得上一千個單詞，那麼該圖片背後的數據就有更多的故事可講。 PRIMO 將繼續成為提取此類見解的關鍵工具。

該研究發表於天體物理學雜誌。