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Pauline Zarrouk, astrophysicienne : "Je mesure la distance des galaxies"

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Pauline Zarrouk pendant sa convérence au festival d'astronomie de Fleurance 2019
Pauline Zarrouk pendant sa convérence au festival d'astronomie de Fleurance 2019
© Radio France - Stéphane Iglésis

Entretien. Pauline Zarrouk est de retour au festival d’astronomie de Fleurance dans le Gers. Astrophysicienne, docteure en cosmologie au CEA de Saclay, elle est venue expliquer son métier : cartographier le ciel et mesurer les distances des galaxies.

Le 29e festival d'astronomie de Fleurance réunit des scientifiques de tous horizons dans le Gers du 2 au 9 août 2019. Parmi les invités : Pauline Zarrouk, astrophysicienne et docteure en cosmologie au CEA de Saclay. Elle était déjà venue à Fleurance il y a deux ans : depuis, elle a obtenu son doctorat et son travail consiste à cartographier le ciel et à mesurer la distance des galaxies, des plus proches aux plus lointaines.

Que s’est-il passé pour vous depuis deux ans ?

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J’ai terminé et soutenu ma thèse en octobre dernier. Elle portait sur la conférence que j’ai donnée il y a deux ans à Fleurance et qui traitait de l’expansion accélérée de l’univers. Essayer de comprendre cette expansion en mesurant les distances entre les galaxies et en testant la relativité générale, qui est la théorie de la gravitation. 

Les mesures que j’ai faites - à partir de quasars, qui sont des trous noirs super massifs au centre de galaxies actives - nous permettent de sonder un univers lointain sur lequel nous n'avions pas beaucoup d’informations. Nous avons pu tester la validité de la théorie de la relativité générale pour cette époque de l’univers, il y a plus de dix milliards d’années. Et nous avons montré qu'elle était valable, même à cette époque reculée. L’expansion accélérée de l’univers reste donc explicable.

À Fleurance cette année, vous avez parlé des distances cosmiques : pourquoi ce sujet ?

Il se trouve que pendant ma thèse, j’ai travaillé sur un projet d’observation du ciel qui avait déjà été mis en place. J’ai donc travaillé sur un catalogue de données toutes prêtes. Je travaille sur une nouvelle génération de programmes de mesures des distances, dont les données seront exploitées à la rentrée. Cela va de la mesure de la distance de la Terre jusqu'aux étoiles, les mesures de distance des galaxies proches jusqu’aux mesures de distance des galaxies lointaines. L'idée est de comprendre pourquoi l'univers est en expansion.

Aller de la Terre à la Lune est "facile" : combien de kilomètres ?

Environ 400 000 km soit un peu plus d'une seconde à la vitesse de la lumière. Mais je préfère donner une autre distance, celle qui nous sépare du soleil : environ 150 millions de km, soit huit minutes lumière. Cette échelle de l'année lumière est très utilisée dans notre système solaire. Nous savons par exemple que Neptune est à environ quatre heures lumière. Cependant les échelles que j'étudie sont beaucoup plus grandes et nous utilisons une autre unité qu’on appelle le parsec : à peu près trois années-lumière. De mon côté, j’utilise des mégaparsecs, c'est à dire un parsec avec six zéros derrière, des milliards et des milliards de kilomètres. Ce sont les distances vertigineuses de l’univers. Mais cela étant, nous arrivons à mesurer les distances avec une précision assez folle, même pour une galaxie ayant émis sa lumière il y a plus de dix milliards d’années.

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Nous augmentons la taille des miroirs de nos télescopes, ce qui nous permet de capter plus de lumière et de voir de plus en plus loin. Nous observons des portions de ciel de plus en plus grandes mais nous n'avons pas encore atteint les limites de l'univers observable, qui est lui-même un sous-échantillon de l'univers total. Mais attention, l’univers observable est le seul que nous pourrons jamais observer, compte tenu des limites de la physique et notamment de la vitesse de la lumière.

En calculant ces distances cosmiques, vous posez-vous la question des engins que vous devrez utiliser pour aller de plus en plus loin dans l’univers ?

La recherche que je fais se limite à de la contemplation, nous ne cherchons pas du tout à aller sur ses galaxies lointaines. Nous voulons les cartographier afin de connaître leur position tridimensionnelle : où sont les structures, quelle est leur forme... Pour nous renseigner sur l'univers et ses paramètres. À quelle vitesse il s’étend, combien de structures se forment... Se rendre sur place est encore de la science-fiction. Certains envisagent ce genre de calculs dans le cadre de la recherche de vie extraterrestre avec les exoplanètes.

Et là effectivement, nous savons que l’étoile la plus proche de nous - Proxima du Centaure - est à quatre années-lumière. Certains se disent qu’ils seraient prêts à partir quatre ans mais nous ne survivrions pas au voyage. En revanche, nous n’envisageons pas du tout d’aller dans une autre galaxie : ici à Fleurance, nous avons eu suffisamment d'exposés brillants sur les voyages vers la Lune ou vers Mars, qui paraissent beaucoup plus envisageables et raisonnables.

Pauline Zarrouk en 2017 au festival d'astronomie de Fleurance
Pauline Zarrouk en 2017 au festival d'astronomie de Fleurance
© Radio France - Stéphane Iglésis

Lors de votre venue à Fleurance il y a deux, vous aviez parlé de la place de la femme dans les sciences et en astrophysique : ça s’améliore ?

J’y ai été beaucoup plus sensibilisée car j’ai reçu le prix l’Oréal pour les Femmes et la Science en 2018. Nous avons eu une formation de trois jours où nous avons été sensibilisés au rôle des femmes dans la science.

Les femmes représentent seulement 3% des lauréats du prix Nobel et, généralement dans la recherche, les femmes ne constituent que 20% des universitaires. Il y a donc une sous représentativité mais ça n'est pas quelque chose qui m'a handicapée. Je n’ai jamais eu de problèmes d’identification, quand je suis allée à des conférences depuis le lycée : c’était essentiellement avec des hommes, des chercheurs. Cela m’a pris du temps de comprendre que c’était important que des femmes et des jeunes chercheuses viennent dans des écoles et donnent des présentations. Je m’en suis rendue compte lorsque j’ai commencé à enseigner à la fac : j’ai fait de l’enseignement pendant mon doctorat. 

Et là, j’ai vu à quel point l’identification était facilitée, lorsqu’on était une femme, pour des jeunes femmes : et du coup j’ai eu énormément de retour de jeunes étudiantes, qui je pense ont osé poser des questions. Par exemple, comment ces études impactent sa vie personnelle : il faut huit ans d'études pour décrocher un doctorat, et ensuite il faut imaginer facilement 3-4-5 ans de post doctorat, souvent à l'étranger. On n'a donc pas de poste fixe avant 32 ans. Mais ça n’empêche pas d’avoir une famille : j’ai des collègues qui ont eu des enfants pendant la thèse ou pendant le post-doc. Les jeunes filles posent davantage ce genre de questions que les garçons. Et ça, je pense que si le prof avait été un homme, elles n’auraient pas osé. J’aimerais donc intensifier la portée de mon message et de mon activité de médiation : j’ai fait beaucoup d’interventions, surtout au lycée et à l’université, j’aimerais aller maintenant dans les petites classes.

Vous voulez aussi intervenir dans le département dont vous êtes originaire, la Seine-Saint Denis ?

Je suis en Angleterre désormais mais j’aimerais bien trouver une façon d’intervenir dans les écoles au niveau des jeunes enfants, et surtout dans ces endroits où il y a beaucoup de préjugés : ce n’est pas un problème de potentiel, pas du tout. C’est souvent une question de chance dans les rencontres que l’on fait.

Et comme j’ai eu la chance de rencontrer des astrophysiciens, comme Hubert Reeves, qui m’a beaucoup marquée dans mon adolescence, j’aimerais à mon tour leur montrer que les études scientifiques sont à leur portée, et peuvent être passionnantes. Et il n’y a pas de discrimination, en tout cas au niveau des études, lorsque l’on est une femme. Plus tard, quand on commence à prendre des responsabilités, on commence à voir des écarts certes, mais ça n’est pas limité à la recherche ou à la science, c’est un combat de société !