Le physicien Peter Gorham, spécialiste des particules expérimentales à l’université d’Hawaii, dirige le projet ANITA, Antarctic Impulsive Transient Antenna, pour la Nasa. Avec son équipe, il étudie les particules de haute énergie venues de l’espace depuis 2007. Un gigantesque ballon équipé d’un radiotélescope survole les glaces de l’Antarctique, et il leur envoie des données, qu’ils analysent ensuite.
La Terre est constamment bombardée de rayons cosmiques, mais ils sont déviés par les champs magnétiques, et leur origine reste difficile à déterminer. Cependant, ces rayons cosmiques transportent de minuscules particules neutres, les neutrinos, qui ne sont pas perturbées par les champs magnétiques et traversent l’espace en ligne droite. Il est donc possible de localiser l’origine des rayons cosmiques en déterminant la trajectoire des neutrinos d’après leur point d’impact.
Le laboratoire d’expérimentation du projet ANITA est basé en Antarctique, car les ondes radio susceptibles de parasiter la détection des neutrinos sont plus rares que dans le reste du monde. En 2016, après plusieurs expériences décevantes, le Pr Gorham et les membres de son groupe ont décidé d’analyser toutes les données en leur possession, et plus particulièrement les signaux qu’ils avaient considérés comme du « bruit ». À cette occasion, ils ont découvert une « fontaine de particules de haute énergie », un rayon cosmique qui ne venait pas de l’espace, mais de la Terre. « Nous avons vu quelque chose qui ressemblait à un rayon cosmique, comme on les observe dans le reflet de la calotte glaciaire, mais il n’avait pas été réfléchi. C’était comme si le rayon cosmique était sorti de la glace elle-même », a rapporté Peter Gorham.
De nombreuses théories susceptibles d’expliquer ce phénomène ont alors été avancées, mais elles ont été écartées les unes après les autres. Finalement, deux hypothèses ont été retenues. « La plus excitante, l’existence d’un univers parallèle, » a expliqué Ibrahim Safa, qui travaille sur le projet ANITA, « et la plus désolante, une simple erreur. » Dans cet univers, tout serait inversé, le positif et le négatif, la gauche et la droite, et même le temps, qui s’écoulerait à l’envers, d’où la trajectoire inhabituelle des neutrinos. Interrogé, le Pr Gorham s’est montré prudent : « Nous avons rencontré un petit nombre d’anomalies dans nos données mais tant que nous n’avons pas épuisé toutes les explications possibles issues du modèle physique standard, nous ne pouvons pas nous risquer en dehors de ses limites. En matière de sciences, il ne faut jamais tirer de conclusions hâtives. Les avancées scientifiques passent avant tout par un processus prudent de relectures, de vérifications et de reproductions par des pairs. »
En janvier 2020, le ballon du projet ANITA a effectué quatre nouveaux vols. De nombreux rayons cosmiques ont été détectés, dont deux en provenance de la Terre.