Katie Bouman, Perempuan Muda Dibalik Foto Black Hole (Lubang Hitam) Pertama Dalam Sejarah

CakapCakap – Cakap People! Bayangkanlah kamu mencoba mengambil foto sebuah objek di galaksi yang berwarna orange ini menggunakan smartphone kamu. Seperti tampak tak mudah ya melakukannya.

Seperti itulah rasanya bagi para ilmuwan yang mencoba menangkap gambar lubang hitam (black hole) di ruang angkasa. Meskipun sulit, sebuah tim internasional yang terdiri dari lebih 200 peneliti ini sukses menangkap foto lubang hitam (black hole) pertama kali dalam sejarah, pada hari Rabu, 10 April 2019.

Namun, upaya itu tidak akan mungkin terjadi tanpa seorang Katie Bouman. Perempuan muda inilah yang mengembangkan sebuah algoritma penting untuk membantu merancang metode pengambilan gambar atau foto.

Tepatnya tiga tahun lalu, Katie Bouman memimpin penciptaan algoritma yang akhirnya digunakan untuk menangkap bayangan dan foto pertama lubang hitam supermasif (supermassive black hole) di pusat galaksi yang dikenal sebagai M87. Foto itulah yang kamu lihat beredar di mana-mana saat ini.

Saat itu, Bouman adalah seorang mahasiswa pascasarjana Ilmu Komputer dan Kecerdasan Buatan (Artificial Intelligence) di Massachusetts Institute of Technology (MIT) Amerika Serikat.

Bukanlah sebuah tugas yang mudah untuk bisa menangkap bayangan dan foto objek lubang hitam (black hole) yang sangat jauh dan padat tersebut. Selain itu, menurut definisi, black hole seharusnya tidak terlihat—meskipun black hole dapat mengeluarkan bayangan saat berinteraksi dengan materi di sekitar mereka.

Jaringan global teleskop yang dikenal sebagai proyek Event Horizon Telescope (EHT) ini mengumpulkan jutaan gigabyte data tentang M87 menggunakan teknik yang dikenal sebagai interferometri. Namun, masih ada celah besar dalam data yang perlu diisi.

Algoritma Katie Bouman Membantu Proyek EHT

Dengan menggunakan algoritma Katie Bouman dan bersama dengan beberapa tim lainnya yang masuk, para peneliti membuat tiga jalur pipa kode skrip untuk menyatukan gambar.

Mereka mengambil “data yang jarang dan berisik” yang dilontarkan teleskop dan mencoba membuat gambar. Selama beberapa tahun terakhir, Katie Bouman mengarahkan verifikasi dan pemilihan parameter gambar.

“Kami mengembangkan cara untuk menghasilkan data sintetis dan menggunakan berbagai algoritma dan menguji secara membabi buta untuk melihat apakah kami dapat memulihkan gambar,” kata Katie Bouman kepada CNN.

Katie mengatakan bahwa pihaknya tak ingin hanya mengembangkan satu algoritma saja. Namun juga mengembangkan banyak algoritma berbeda yang semuanya memiliki asumsi berbeda pula di dalamnya. Menurutnya, jika semua memulihkan struktur umum yang sama, maka itu membangun kepercayaan diri.

Hasilnya? Gambar atau foto inovatif dari struktur miring seperti cincin, yang diprediksi Albert Einstein lebih dari seabad yang lalu dalam teorinya tentang relativitas umum. 

Faktanya, para peneliti telah menghasilkan beberapa foto dan semuanya terlihat sama. Gambar lubang hitam (black hole) yang disajikan pada hari Rabu bukan dari satu metode, tetapi semua gambar dari algoritma yang berbeda yang dikaburkan bersama.

“Tidak peduli apa yang kita lakukan, kamu harus membungkuk ke belakang untuk mendapatkan sesuatu yang bukan cincin ini,” kata Katie Bouman.

Left: MIT computer scientist Katie Bouman w/stacks of hard drives of black hole image data.

Right: MIT computer scientist Margaret Hamilton w/the code she wrote that helped put a man on the moon.

(image credit @floragraham)#EHTblackhole #BlackHoleDay #BlackHole pic.twitter.com/Iv5PIc8IYd

— MIT CSAIL (@MIT_CSAIL) April 10, 2019

Vincent Fish, seorang ilmuwan penelitian di Haystack Observatory MIT mengatakan bahwa, Katie Bouman adalah anggota penting dan bagian utama dari tim pengambilan gambar.

“Salah satu wawasan yang dibawa Katie ke grup gambar kami adalah bahwa ada gambar-gambar alami,” kata Fish. 

“Pikirkan saja foto-foto yang kamu ambil dengan ponsel kamera kamu – mereka memiliki sifat-sifat tertentu. Jika kamu tahu apa itu satu pixel, kamu memiliki dugaan yang baik tentang apa pixel di sebelahnya.”

“Misalnya, ada area yang lebih halus dan area yang memiliki batas tajam. Gambar atau foto astronomi berbagi sifat-sifat ini, dan Anda secara matematis dapat menyandikan sifat-sifat ini, kata Fish.

Fish menambahkan, anggota junior seperti Katie Bouman memberikan kontribusi signifikan pada proyek ini. Tentu saja, para ilmuwan senior bekerja pada proyek tersebut, tetapi bagian gambar sebagian besar dipimpin oleh peneliti junior, seperti mahasiswa pascasarjana dan doktoral.

“Tidak ada di antara kita yang bisa melakukannya sendiri,” kata Bouman. “Itu datang bersama karena banyak orang yang berbeda dari berbagai latar belakang.”

Katie Bouman mulai mengajar sebagai Asisten Profesor di California Institute of Technology pada musim gugur.