Katie Bouman, Perempuan di Balik Foto Black Hole Pertama dalam Sejarah

Katie Bouman, perempuan pencipta algoritma untuk mengambil foto pertama black hole. Foto: Katie Bouman/Facebook

Umat manusia mencetak sejarah baru. Untuk pertama kalinya dalam sejarah, ahli astronomi berhasil mengabadikan foto black hole alias lubang hitam yang berlokasi di galaksi Messier 87.

Ada fakta menarik di balik pencapaian baru umat manusia dalam dunia astronomi ini. Foto itu mungkin tidak akan bisa didapat tanpa peran seorang mahasiswi Massachusetts Institute of Technology atau MIT.

Dia adalah Katie Bouman. Saat masih berstatus sebagai mahasiswa MIT pada pertengahan 2016 lalu, Bouman berhasil mengembangkan sebuah algoritma penting yang kemudian dipakai oleh Event Horizon Telescope (EHT) untuk mengambil foto black hole.

Ini penampakan black hole pertama yang berhasil diabadikan umat manusia. Gambar ini diambil dengan bantuan delapan teleskop berbeda yang tersebar di seluruh dunia. Foto: Event Horizon Telescope (EHT)

Algoritma buatan Bouman dan timnya itu dinamakan Continuous High-resolution Image Reconstruction atau CHIRP. Fungsi dari algoritma itu adalah menjahit data-data yang dikumpulkan dari delapan teleskop radio di seluruh dunia yang bekerja sama dalam jaringan EHT. Jadi, jaringan teleskop EHT menggunakan teknik very-long-baseline interferometry (VLBI) untuk menangkap gambar black hole itu.

VLBI membuat seolah-olah Bumi kita adalah sebuah "teleskop" berkemampuan super. "Teleskop" super gabungan ini mengumpulkan data-data mentah dari black hole di galaksi Messier 87.

Data-data itu kemudian dikumpulkan di dalam super komputer yang berada di Max Planck Institute for Radio Astronomy dan MIT Haystack Observatory. Di sana, data-data itu dikombinasikan menggunakan algoritma hasil karya Bouman bersama timnya dan menghasilkan foto black hole ini.

Pentingnya algoritma buatan Bouman

Algoritma CHIRP ini sangat krusial dalam menghadirkan foto pertama black hole. Teknik VLBI yang EHT gunakan tidak ada artinya tanpa algoritma ini.

Jika diandaikan, VLBI itu seperti mencari gambar dari sebuah kerikil yang jatuh ke dalam sebuah kolam. Tapi pencarian dilakukan dengan meletakkan alat pendeteksi di pinggiran kolam untuk menghitung riak yang sampai ke pinggiran.

Jadi EHT mengambil sinyal atau data yang didapat dari delapan teleskop berbeda. Oleh super komputer, data-data itu harus digabungkan untuk menciptakan sebuah gambar visual yang bisa kita pahami.

Katie Bouman, perempuan pencipta algoritma untuk mengambil foto pertama black hole. Foto: MIT

Untuk menghitungnya, adalah tantangan yang sangat besar. Jumlah data yang dikumpulkan sangat besar. Menurut laporan The Guardian, data itu harus dikirim ke MIT Haystack Observatory di dalam 967 hard disk yang kalau dihitung totalnya sampai setengah ton.

Selanjutnya, super komputer menggunakan algoritma CHIRP untuk mengolah data-data tersebut. Algoritma ini punya kemampuan memfilter noise atau gangguan atmosfer pada data.

Atmosfer Bumi bisa mengganggu data gelombang radio. Atmosfer bisa memperlambat gelombang radio, membesarkan perbedaan waktu tiba gelombang, dan merusak perhitungan.

Adopsi solusi aljabar

Dalam algoritma ini, Bouman mengadopsi sebuah solusi aljabar untuk menyelesaikan masalah itu. Aljabar yang ia gunakan membuat setiap perhitungan gambar memerlukan data dari tiga teleskop berbeda. Ini meningkatkan presisi untuk menggantikan informasi yang hilang.

Meski begitu, gambar yang dihasilkan belum lengkap. Algoritma ini melengkapinya dengan gambar-gambar tambahan sesuai dengan data dari teleskop.

Bouman mengatakan bahwa algoritmanya membantu gambar yang dihasilkan bebas dari pandangan bias manusia.

"Biasanya, cara kita membuat gambar dalam astronomi radio adalah dengan bantuan manusia. Manusia ini memberi arahan dalam penyusunan gambar, berdasarkan arah yang mereka anggap benar," ujarnya, dilansir Time.

"Tapi untuk data seperti ini, yang sangat jarang-jarang, banyak noise (gangguan), dan sangat sulit untuk menemukan gambar yang tepat, adalah suatu permainan berbahaya," sambungnya.

Katie Bouman, perempuan pencipta algoritma untuk mengambil foto pertama black hole. Foto: Katie Bouman/Facebook

Algoritma CHIRP memastikan bahwa gambar menampilkan dengan persis pusat galaksi M87. Suatu hal yang awalnya dipandang skeptis oleh Bouman.

"Meski telah mengerjakan hal ini selama bertahun-tahun, banyak dari kita yang tidak menduga bisa mendapat gambar cincin dengan begitu mudah," kata Bouman.

"Awalnya kita menduga yang muncul hanya sebuah titik kecil saja," imbuhnya.

Saat mengembangkan algoritma ini, Bouman memang masih berstatus sebagai mahasiswa di MIT. Kini, Bouman berusia 29 tahun dan berprofesi sebagai asisten profesor di California Institute of Technology (CalTech).