Sur le Net les blogs scientifiques spécialisés en cosmologie bruissent de rumeurs au sujet des résultats du satellite PAMELA (projet russo-italien qui consiste a analyser en orbite la composition des rayons cosmiques afin d'aider à résoudre le mystère de la matière noire) et j'ai pensé que c'était une bonne occasion de parler de toutes ces questions passionnantes.

En gros depuis les années 30 l'astronomie est confrontée à un gros problème. Quand on examine la vitesse des galaxies dans un amas à l'aide des lois de Newton on peut en déduire une masse pour ces galaxies (c'est la masse dynamique). Quand on examine ensuite la luminosité totale de ces galaxies on peut aussi en déduire leur masse (c'est la masse lumineuse). Ce sont donc deux manières indépendantes de calculer la masse des galaxies et les astrophysiciens s'attendent à ce que les résultats soient identiques. Le problème c'est que la masse dynamique calculée est bien plus grande que la masse lumineuse calculée ! Il y a un souci quelque part.
On a refait le calcul non plus pour un amas mais pour une seule galaxie. On examine les vitesses de rotations des étoiles autour du centre de la galaxie, on en déduit, toujours à l'aide de ce bon vieux Newton, la masse de la galaxie et on la compare à la masse déduite de la luminosité. Même désaccord des mesures. Arghhh !!!
Bon il y a du prix Nobel dans l'air pour celui qui résoudra le mystère et les chercheurs ont proposé des dizaines de solutions différentes en espérant tirer le gros lot.
On peut par exemple penser que les lois de la gravitation doivent êtres modifiées. Ce sont les diverses théories MOND (Modified newtonian dynamics). Jusqu'à présent ces théories MOND ne remportent pas les suffrages des chercheurs.
On peut aussi se dire que la masse lumineuse des étoiles ne nous dit pas tout sur le contenu de la galaxie. Il peut y avoir des milliards de planètes, des petites étoiles sombres, des amas de gaz, des trous noirs, etc. Il faut donc lancer des programmes d'observation pour recenser et évaluer la masse de ces objets. Après plusieurs années de travail les résultats des divers programmes de recherche indiquent que l'addition de toutes ces masses ne suffit pas à réconcilier les mesures divergentes entre masse dynamique et masse lumineuse.

Le mystère demeure : la masse de la matière ordinaire ne représente qu'environ 20% de la masse dynamique calculée et il faut trouver une autre solution pour trouver la masse manquante.

Cette masse manquante, sur laquelle on ne sait rien, a été baptisée "matière noire" et les astrophysiciens se sont alors tournés vers leurs collègues physiciens des particules en quête d'un peu d'aide. Est-ce que ces derniers n'avaient pas en réserve une petite particule de derrière les fagots qui pourrait résoudre leur problème ? Le neutrino était un bon candidat mais sa masse est trop faible. N'étant jamais à court d'idées les spécialistes de la physique de particules ont proposé beaucoup d'autres candidats (neutralinos, zino, photino et higgsinos, etc). Tout un bestiaire que les astrophysiciens désignent sous l'acronyme WIMPS (un bel acronyme qui signifie "particules massives interagissant faiblement") et qui conviendrait parfaitement : ces particules sont massives (donc elles contribuent à la masse dynamique) mais elles interagissent faiblement (donc elles ne contribuent que très peu à la masse lumineuse).

La course a donc démarré pour la détection de ces fameuses WIMPS. Des projets à foison, des collaborations comme s'il en pleuvait (EDELWEISS, CDMS, PAMELA, CRESST, DAMA, AMS, MACHe3, etc).
L'enjeu est d'importance : le Nobel pour le vainqueur et surtout la gloire d'avoir résolu un extraordinaire mystère. De quoi est fait l'Univers ? La matière que nous voyons ne représente que quelques pour cents de la réalité et le découvreur des WIMPS pourra dire qu'il a, au moins sur le point de la masse, découvert plus de choses que quiconque avant lui. Quelle extase ! Quelle motivation !

La compétition est donc rude et, comme toujours dans ces cas là, l'éthique scientifique est en danger.
Quand le bruit a commencé à se répandre que la collaboration du satellite PAMELA avait des résultats intéressants l'excitation a commencé à monter. Les scientifiques du projet PAMELA on présenté des résultats très préliminaires lors d'une conférence à Stockholm (idm08) le mois dernier semblant indiquer un excès de rayons cosmiques qui serait compatible avec l'existence des particules de la matière noire. Beaucoup de conditionnels donc.
Cela n'a pas empêché certains théoriciens de clamer que ces données préliminaires étaient en accord avec leurs prédictions et leurs modèles, sans doute histoire de se placer au cas ou la bonne nouvelle se confirme. Ainsi Marco Cirelli (du CEA) et Alessandro Strumia (de l'Université de Pise) affirment dans un papier que leur modèle (MDM pour Minimal Dark Matter) avait fait des prédictions qui sont parfaitement compatibles avec les nouvelles données de PAMELA.
Mais comment ces théoriciens peuvent-ils avancer que les résultats de PAMELA confirment leur modèle alors que ces résultats n'ont pas fait l'objet d'une publication officielle ni même d'une prépublication sur des serveurs comme arXiv ?
La réponse se trouve dans les notes en bas de page de l'article et je vous la livre telle quelle : "[3] Talk by M. Boezio at the idm08 conference. In order to comply with the publication policy, the preliminary data points for positron and antiproton fluxes plotted in our figures have been extracted from a photo of the slides taken during the talk".

Oui, oui vous avez bien lu. Comme les résultats d'AMANDA étaient trop préliminaires, comme aucun article précis sur les données chiffrées n'était disponible et comme nos deux chercheurs voulaient à toute force défendre leur modèle le plus rapidement possible, ils ont photographié en douce les slides lors de la présentation !!
Je pense que là on est arrivé assez loin en terme de comportement "limite" sur le plan de l'éthique scientifique. C'est d'ailleurs l'avis de l'astrophysicien Arthur Jaffe : "a photograph of the slides sounds more like amateur spycraft than legitimate scientific data-sharing".

L'avènement du Net a accéléré les échanges scientifiques de manière extraordinaire et les serveurs de prépublications permettent de partager instantanément des idées sans devoir attendre des mois ou des années pour une revue par les pairs avant publication officielle. Tout cela et bel et bon mais il faut savoir poser des limites. Quand on photographie subrepticement des slides d'une présentation n'ayant même pas fait l'objet d'une prépublication afin d'uploader le plus vite possible sur arXiv une défense de son modèle et une revendication de priorité je pense que la limite est franchie.

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