Analyse épistémologique du cas de la matière noire : sur la place de l’observation scientifique dans l’engagement ontologique

Nous proposons une analyse épistémologique du cas de la « matière noire », un objet qui se révèlerait par l’importance des phénomènes gravitationnels observés en astrophysique et en cosmologie. Nous refusons d’introduire la matière noire par une divergence entre « valeur observée » et « valeur théorique ». D’une part, notre thèse sur l’observabilité montre qu’il n’existe pas de supposées privilégiées « observations directes » ou « observations brutes ». D’autre part, notre analyse historique montre que les attentes théoriques des physiciens n’étaient pas celles d’un univers sans matière noire. Nous défendons que l’observation consiste en une chaine d’interactions physiques accueillie par un contexte épistémique ; en cela, la matière noire serait observable. En effet, un objet peut être observé via ses interactions gravitationnelles comme l’illustre l’histoire de la découverte de Neptune. Les observations des « masses manquantes » Neptune et Vulcain au XIXe siècle offrent un matériel de référence pour une épistémologie comparée ; elles sont des anomalies gravitationnelles appelant à une hypothèse ad hoc. Cependant, notre analyse du contexte épistémique des années 1930 (notamment les travaux de Fritz Zwicky) montre que la matière noire ne correspond pas à ce schéma. Observer ses effets n’était pas une anomalie. Et elle était déjà une pièce réunissant un puzzle entre des données astrophysiques et des motivations cosmologiques. Nous présentons l’état contemporain de l’hypothèse de la matière noire. Celle-ci est assez diversement « connectée » à l’ensemble de nos connaissances astro/cosmologiques pour paraître incontournable, pour être le cœur de notre toile épistémique. Il existe des façons indépendantes de déterminer une même valeur de la densité de matière noire dans l’univers. Cette détermination multiple mène à un argument de la non-coïncidence : il ne serait pas raisonnable de croire que des déterminations indépendantes convergent par erreur vers cette même valeur de densité de matière. Pour évaluer cet argument, la nature de « l’indépendance » des déterminations est examinée. Celle-ci apparait à plusieurs niveaux : en particulier l’indépendance du matériel empirique auquel se confrontent différentes procédures de détermination et l’indépendance du contenu épistémique employé aux fondements de différentes procédures de détermination. Notre évaluation conclut qu’on ne peut pas expliquer cette concordance sans accorder une certaine part de vérité transparadigmatique au contenu de l’hypothèse de la matière noire. La stratégie de la détermination multiple est aussi déployée par des partisans d’un modèle alternatif à la matière noire, MOND (MOdified Newtonian Dynamics), consistant à modifier nos lois plutôt qu’envisager la présence de matière invisible. Cette stratégie a été un succès, au sens où la valeur de l’unique paramètre invoqué par ce modèle est prédite à partir d’un contenu épistémique nouveau. De même, on ne peut pas expliquer la concordance des déterminations indépendantes de la valeur de ce paramètre sans lui accorder une autorité épistémique au-delà de son modèle. Nous traitons du débat entre les partisans du modèle cosmologique le plus partagé (incluant la matière noire) et ceux du modèle MOND. Ces derniers développent une argumentation épistémologique en faveur de leur modèle. Nous contestons que ces arguments, dont la dénonciation de stratagèmes conventionnalistes poppérien, puisse permettre de prendre parti dans le débat. Plutôt que d’opposer les deux pistes de recherche, nous suggérons d'orienter nos investigations selon les éléments déterminés de manière multiple par les deux modèles. Nous concluons que la « matière noire » doit signifier un « problème » et non une « matière ». Néanmoins, l’engagement ontologique dont on doit faire preuve à l’égard de la matière noire reste fort : il est dirigé par les éléments robustes du contenu épistémique habité par le problème de la matière noire.