블랙홀 발견엔 '최종병기 그녀' 있었다
블랙홀 발견엔 '최종병기 그녀' 있었다
  • 강지희
  • 승인 2019.04.13 13:20
  • 조회수 5376
  • 댓글 0
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이 활짝 웃고 있는 분, 누구일까요? 출처: Facebook/Katie Bouman
활짝 웃고 있는 이 분, 누구일까요? 출처: Facebook/Katie Bouman

활짝 웃는 젊은 여성이 보이죠? 그녀의 노트북에는 최근 관측에 성공한 블랙홀 사진이 떠 있습니다. 이 한 장의 사진이 블랙홀 발견으로 열광하는 세계인을 전율케 했습니다. 그녀의 표정을 보면 "블랙홀 발견을 위해 피땀흘렸던 시간들이 고스란히 느껴진다"는 반응이 나옵니다.

 

이 여성의 이름은 Katie Bouman입니다. Bouman은 천문학자도, 천체물리학자도 아니었습니다. 컴퓨터 및 기계공학 박사 과정을 밟고 있던 대학원생이었습니다. 하지만 Bouman의 노력과 활약이 없었더라면 이번에 얻은 인류 역사상 최초의 블랙홀 사진을 확보하기 어려웠을 겁니다.

 

이번 블랙홀 관측은 전 세계 8개의 전파망원경으로 이뤄졌습니다. 전파에 담긴 정보를 수집해 컴퓨터로 정리, 영상과 그래프를 얻는 방식인데요. Bouman 해당 작업을 처리한 프로그래밍 전문가였던 겁니다. 그녀가 만든 알고리즘으로 서로 다른 전파망원경이 수집한 정보를 취합했고 블랙홀 사진까지 만들어낼 수 있었습니다.

 

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인류 역사 새로 쓴 발견의 20대 공로자

Katie Bouman의 프로필 사진. 출처: MIT
Katie Bouman의 프로필 사진. 출처: MIT

Bouman은 만으로 29살입니다. 2011년 미국 미시간대학교에서 전기공학 학사 학위를 받았습니다. 2013년 MIT에서 전기 공학 및 컴퓨터 공학 석사 학위를, 같은 대학교에서 박사 과정을 밟았습니다. Bouman은 현재 컴퓨터 연구실에서 비디오나 사진을 볼 수 있게 만드는 연구를 하고 있습니다. 올해 6월 캘리포니아 공과대학의 조교수가 될 예정입니다.

천릿길도 한 걸음부터죠. 출처: pixabay
천릿길도 한 걸음부터죠. 출처: pixabay

Bouman이 제일 먼저 촬영한 것은 직물이었습니다. Bouman의 2013년 석사 논문에 따르면 자연 환경에서 움직이고 변형이 가능한 물체의 물질 특성을 수동적으로 추정하는 것은 비디오의 장면을 이해하기 위해 필요한 과정이라고 합니다. 그래서 Bouman의 연구진은 풍력에 움직이는 직물의 영상을 촬영했고 영상을 분석해 직물의 뻣뻣함과 면적당 무게를 추정하고 분석하는 실험을 했습니다. 실험 결과 직물은 바람의 강도와 직물의 특징에 따라 비디오 영상에서 시간당 움직이는 정도가 달랐다고 합니다.

 

Bouman은 6년 전부터 '사건의지평선 망원경(Event Horizen Telescope)' 프로젝트에 합류했습니다. Bouman은 블랙홀에 관한 지식은 없었지만 컴퓨터 공학과 전기공학에 강점을 보인 덕분이었습니다. 프로젝트에 참여한 200명의 연구진 중 약 40명이 여성과학자였는데요. Bouman도 그 중 한 명이었습니다.

Bouman은 블랙홀을 촬영할 수 있는 알고리즘을 개발해 발표했습니다. 그녀는 블랙홀을 촬영하려면 지구 자체만큼 큰 천체 망원경이 필요하다고 주장했습니다. 하지만 이런 크기의 망원경을 만드는 건 불가능한데요. 여러 개의 전파 망원경을 연결해 큰 망원경을 만들기로 한 이유입니다. 그래서 프로젝트에서는 총 8개의 망원경이 사용됐습니다.

 

블랙홀의 이미지를 얻으려면 망원경에서 얻은 엄청난 양의 데이터를 이미지로 매핑(mapping)해야 합니다. Bouman의 연구진은 블랙홀을 촬영한 데이터를 영상화하는 과정에서 데이터를 매핑하고 이미지들을 비교한 후 테스트했습니다. 

Bouman이 연구진과 함께 찍은 사진. 출처: Facebook/Katie Bouman
Bouman이 연구진과 함께 찍은 사진. 출처: Facebook/Katie Bouman

Bouman은 자신의 페이스북을 통해 자신의 소감을 올렸습니다.

 

"지난 1년 간 작업해온 것을 함께 공유할 수 있어서 매우 흥분됩니다! 지금 볼 수 있는 블랙홀의 이미지는 여러 가지 방법을 통해 생성된 이미지들의 조합입니다. 어떤 알고리즘이나 사람도 이 이미지를 만들 수 없었습니다. 전 세계의 연구진의 놀라운 재능이 빛을 발했습니다. 나아가 주요 기기, 데이터 처리, 영상화 방법 및 분석 기술 등을 개발하기 위해 긴 시간의 노력이 들어갔습니다. 정말 영광이며 여러분과 함께 일하게 된 것은 정말 큰 행운이었습니다"

 

##참고자료##

 


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