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Euclid: Testing the Copernican principle with next-generation surveys

Authors :
Camarena, D.
Marra, V.
Sakr, Z.
Nesseris, S.
Da Silva, A.
Garcia-Bellido, J.
Fleury, P.
Lombriser, L.
Matteo Martinelli
Martins, C. J. A. P.
Mimoso, J.
Sapone, D.
Clarkson, C.
Camera, S.
Carbone, C.
Casas, S.
Ilić, S.
Pettorino, V.
Tutusaus, I.
Aghanim, N.
Altieri, B.
Amara, A.
Auricchio, N.
Baldi, M.
Bonino, D.
Branchini, E.
Brescia, M.
Brinchmann, J.
Candini, G. P.
Capobianco, V.
Carretero, J.
Castellano, M.
Cavuoti, S.
Cimatti, A.
Cledassou, R.
Congedo, G.
Conversi, L.
Copin, Y.
Corcione, L.
Courbin, F.
Cropper, M.
Degaudenzi, H.
Dubath, F.
Duncan, C. A. J.
Dupac, X.
Dusini, S.
Ealet, A.
Farrens, S.
Fosalba, P.
Frailis, M.
Franceschi, E.
Fumana, M.
Garilli, B.
Gillis, B.
Giocoli, C.
Grazian, A.
Grupp, F.
Haugan, S. V. H.
Holmes, W.
Hormuth, F.
Hornstrup, A.
Jahnke, K.
Kiessling, A.
Kohley, R.
Kunz, M.
Kurki-Suonio, H.
Lilje, P. B.
Lloro, I.
Mansutti, O.
Marggraf, O.
Marulli, F.
Massey, R.
Meneghetti, M.
Merlin, E.
Meylan, G.
Moresco, M.
Moscardini, L.
Munari, E.
Niemi, S. M.
Padilla, C.
Paltani, S.
Pasian, F.
Pedersen, K.
Polenta, G.
Poncet, M.
Popa, L.
Pozzetti, L.
Raison, F.
Rebolo, R.
Rhodes, J.
Riccio, G.
Rix, Hans-Walter
Rossetti, E.
Saglia, R.
Sartoris, B.
Secroun, A.
Seidel, G.
Sirignano, C.
Sirri, G.
Stanco, L.
Surace, C.
Tallada-Crespí, P.
Taylor, A. N.
Tereno, I.
Toledo-Moreo, R.
Torradeflot, F.
Valentijn, E. A.
Valenziano, L.
Wang, Y.
Zamorani, G.
Zoubian, J.
Andreon, S.
Di Ferdinando, D.
Scottez, V.
Tenti, M.
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681 (IPHT)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut d'astrophysique spatiale (IAS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut d'Astrophysique de Paris (IAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Euclid
UAM. Departamento de Física Teórica
Source :
INSPIRE-HEP, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2023, 671, pp.A68. ⟨10.1051/0004-6361/202244557⟩
Publication Year :
2023
Publisher :
EDP Sciences, 2023.

Abstract

The Copernican principle, the notion that we are not at a special location in the Universe, is one of the cornerstones of modern cosmology and its violation would invalidate the Friedmann-Lema\^{\i}tre-Robertson-Walker (FLRW) metric, causing a major change in our understanding of the Universe. Thus, it is of fundamental importance to perform observational tests of this principle. We determine the precision with which future surveys will be able to test the Copernican principle and their ability to detect any possible violations. We forecast constraints on the inhomogeneous Lema\^{\i}tre-Tolman-Bondi model with a cosmological constant $\Lambda$ ($\Lambda$LTB), basically a cosmological constant $\Lambda$ and cold dark matter ($\Lambda$CDM) model, but endowed with a spherical inhomogeneity. We consider combinations of currently available data and simulated Euclid data, together with external data products, based on both $\Lambda$CDM and $\Lambda$LTB fiducial models. These constraints are compared to the expectations from the Copernican principle. When considering the $\Lambda$CDM fiducial model, we find that Euclid data, in combination with other current and forthcoming surveys, will improve the constraints on the Copernican principle by about $30\%$, with $\pm10\%$ variations depending on the observables and scales considered. On the other hand, when considering a $\Lambda$LTB fiducial model, we find that future Euclid data, combined with other current and forthcoming data sets, will be able to detect Gpc-scale inhomogeneities of contrast $-0.1$. Next-generation surveys, such as Euclid, will thoroughly test homogeneity at large scales, tightening the constraints on possible violations of the Copernican principle.<br />Comment: 15 pages, 5 figures, 3 tables, v2 reflects version accepted for publication in A&A

Details

ISSN :
14320746 and 00046361
Volume :
671
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy & Astrophysics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a15120b34e70836a7aa4f0ec1b99fc23