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Algoritmos e buracos negros

A estudante de doutoramento no MIT liderou a criação de um novo algoritmo para produzir a primeira imagem de um buraco negro. Katie Bouman tem 29 anos e, até há bem pouco tempo, quase nada sabia sobre um dos enigmas “mais entusiasmantes” do universo. “Nem um só algoritmo, nem uma só pessoa fez esta imagem”, salienta a cientista.

Katherine Bouman não é astrónoma. Até há seis anos, a cientista de computadores de 29 anos quase nada sabia sobre buracos negros, a não ser que eram um dos enigmas “mais entusiasmantes” do universo. Esta semana foi dado um passo gigante para os conhecer melhor. E, assim, Bouman pôde livrar-se do segredo que guardava: “É tão fantástico poder finalmente dizer ao resto do mundo!”

Um algoritmo que a norte-americana começou a desenvolver há três anos, em conjunto com uma equipa de mais de 30 especialistas de visão computacional, ajudou a preencher a imagem de uma sombra arredondada, rodeada por um anel de luz que a equipa do Telescópio do Horizonte de Eventos divulgou, pela primeira vez, em seis conferências de imprensa em simultâneo, esta quarta-feira, 10 de Abril: a primeira imagem de um buraco negro supermaciço.

A recém-professora assistente no Caltech, o Instituto de Tecnologia da Califórnia, entrou no projecto durante o doutoramento nas áreas da ciência de computadores e engenharia electrotécnica no MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), em Boston. “Interesso-me pela forma como podemos ver ou medir coisas que se achava serem invisíveis para nós. E como podemos inventar formas únicas de fundir a instrumentação e os algoritmos para conseguir medir coisas que não conseguirias medir com os instrumentos padrão”, conta, numa entrevista ao Washington Post.

Em Dezembro de 2016, numa conversa da TEDx, Katie já preparava uma outra plateia que não a comunidade científica internacional: “Podem ficar surpreendidos por saber que podemos estar para ver a primeira imagem de um buraco negro, já nos próximos dois anos”, previa. Não a podia mostrar nesse dia, então o resto da apresentação focou-se no “esforço de uma equipa internacional e multidisciplinar” de mais de 200 investigadores de 40 nacionalidades — incluindo um investigador português, Hugo Messias, membro do observatório ALMA, no Chile. Falou sobre a importância de ter profissionais de várias áreas, gerações e de diversas culturas a trabalhem em conjunto. E deixou um apelo: “Gostava de vos encorajar a todos a ajudarem a alargar os limites da ciência. Mesmo que vos pareça tão misterioso quanto um buraco negro.”

Para observar de forma directa o buraco negro no centro da galáxia M87, seria preciso um telescópio do tamanho da Terra. Não foi esse o caminho adoptado pela equipa. “A imagem mostrada hoje é uma combinação de imagens produzidas através de muitos métodos”, explicou a investigadora, numa publicação no Facebook. “Nem um algoritmo, nem uma pessoa fez esta imagem. Foi preciso o talento fantástico de uma equipa de cientistas de todo o globo e anos de trabalho árduo para desenvolver o instrumento, processador de dados, métodos de imagem e técnicas de análise necessárias para atingir este feito aparentemente impossível.”

O maior problema, e onde gastaram mais tempo, foi a certificarem-se de que o que estavam a ver “era real, e não algo que, até de forma subconsciente, estava a ser imposto à informação”. De forma a garantir que não existia qualquer polinização tendenciosa entre colegas, a direcção do projecto separou os especialistas em visão computacional em grupos diferentes, que não podiam discutir os algoritmos em que estavam a trabalhar.

A equipa que Katie integrava estava confiante na imagem de um anel de luz, uma prova forte para a teoria da Relatividade Geral de Einstein. “Ainda assim, não sabíamos se as outras equipas iriam chegar ao mesmo resultado.” Podiam chegar apenas a “um borrão”, contava a investigadora num outro vídeo, este partilhado pela revista científica Nature. A reunião em que todos puderam ver a reconstrução feita por cada equipa — e em que perceberam que todos tinham chegado ao mesmo “anel” — foi, para Katie, “provavelmente o momento mais excitante de todo o projecto”.

Das duas centenas de investigadores envolvidos no Telescópio do Horizonte de Eventos, cerca de 40 eram mulheres, segundo Harvard, uma das universidades envolvidas no projecto liderado por o astrónomo Shep Doeleman. Katie Bouman tornou-se, sem estar à espera, no rosto destas cientistas depois de ter partilhado, na sua desconhecida conta de Facebook pessoal, uma fotografia que, entretanto, já foi partilhada 36 mil vezes. No computador da cientista vê-se a imagem aparentemente desfocada que, esta quarta-feira, teve milhões de visualizações. “A vê-la, incrédula”, como escreveu na legenda, está uma das jovens cientistas que gravaram o nome na história da ciência.

Artigo actualizado a 12 de Abril.

Notícia do Público de 11 de Abril de 2019.