Euclid: Constraining linearly scale-independent modifications of gravity with the spectroscopic and photometric primary probes
N Frusciante
,
F Pace
,
V.F Cardone
,
S Casas
,
I Tutusaus
(1)
,
M Ballardini
,
E Bellini
,
G Benevento
,
B Bose
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P Valageas
(2)
,
N Bartolo
,
P Brax
(2)
,
P.G Ferreira
,
F Finelli
,
K Koyama
,
L Legrand
,
L Lombriser
,
D Paoletti
,
M Pietroni
(3)
,
A Rozas-Fernández
,
Z Sakr
(4)
,
A Silvestri
,
F Vernizzi
(2)
,
H.A Winther
,
N Aghanim
(5)
,
L Amendola
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N Auricchio
,
R Azzollini
,
M Baldi
,
D Bonino
,
E Branchini
,
M Brescia
,
J Brinchmann
,
S Camera
,
V Capobianco
,
C Carbone
,
J Carretero
,
M Castellano
,
S Cavuoti
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A Cimatti
,
R Cledassou
(6, 7)
,
G Congedo
,
L Conversi
(8)
,
Y Copin
(9)
,
L Corcione
,
F Courbin
,
M Cropper
,
A da Silva
,
H Degaudenzi
,
J Dinis
,
F Dubath
,
X Dupac
,
S Dusini
,
S Farrens
(10)
,
S Ferriol
(9)
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P Fosalba
,
M Frailis
,
E Franceschi
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S Galeotta
,
B Gillis
,
C Giocoli
,
A Grazian
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F Grupp
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L Guzzo
,
S.V.H Haugan
,
W Holmes
,
F Hormuth
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A Hornstrup
,
K Jahnke
,
S Kermiche
(11)
,
A Kiessling
,
M Kilbinger
(10)
,
T Kitching
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M Kunz
,
H Kurki-Suonio
,
S Ligori
,
P.B Lilje
,
I Lloro
,
E Maiorano
,
O Mansutti
,
O Marggraf
,
K Markovic
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F Marulli
,
R Massey
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E Medinaceli
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M Meneghetti
,
G Meylan
,
M Moresco
,
L Moscardini
,
E Munari
,
S.M Niemi
,
J Nightingale
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C Padilla
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S Paltani
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F Pasian
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K Pedersen
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W.J Percival
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V Pettorino
(10)
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G Polenta
,
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(6)
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L Popa
,
F Raison
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R Rebolo
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A Renzi
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J Rhodes
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G Riccio
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E Romelli
,
R Saglia
,
D Sapone
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B Sartoris
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A Secroun
(11)
,
G Seidel
,
C Sirignano
,
G Sirri
,
L Stanco
,
C Surace
(12)
,
P Tallada-Crespí
,
A.N Taylor
,
I Tereno
,
R Toledo-Moreo
,
F Torradeflot
,
E.A Valentijn
,
L Valenziano
,
T Vassallo
,
G.A. Verdoes Kleijn
,
Y Wang
,
A Zacchei
,
G Zamorani
,
J Zoubian
(11)
,
V Scottez
(4)
1
IRAP -
Institut de recherche en astrophysique et planétologie
2 IPHT - Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681
3 ICJ - Institut Camille Jordan
4 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
5 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
6 CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse]
7 IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS
8 ESA - Agence Spatiale Européenne = European Space Agency
9 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
10 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
11 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
12 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
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3 ICJ - Institut Camille Jordan
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10 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
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N Frusciante
- Fonction : Auteur
F Pace
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- Fonction : Auteur
I Tutusaus
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360271
- ORCID : 0000-0002-3199-0399
- IdRef : 241364418
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G Zamorani
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Résumé
The future Euclid space satellite mission will offer an invaluable opportunity to constrain modifications to general relativity at cosmic scales. We focus on modified gravity models characterised, at linear scales, by a scale-independent growth of perturbations while featuring different testable types of derivative screening mechanisms at smaller nonlinear scales. We consider 3 specific models, namely Jordan-Brans-Dicke (JBD), the normal branch of Dvali-Gabadadze-Porrati (nDGP) gravity and $k$-mouflage (KM) gravity. We provide forecasts from spectroscopic and photometric primary probes by Euclid on the cosmological parameters and the extra parameters of the models, respectively, $\omega_{\rm BD}$, $\Omega_{\rm rc}$ and $\epsilon_{2,0}$, which quantify the deviations from general relativity. This analysis will improve our knowledge of the cosmology of these modified gravity models. The forecasts analysis employs the Fisher matrix method applied to weak lensing (WL); photometric galaxy clustering (GC$_{ph}$); spectroscopic galaxy clustering (GC$_{sp}$) and the cross-correlation (XC) between GC$_{ph}$ and WL. For the Euclid survey specifications we define three scenarios, characterised by different cuts in $\ell$ and $k$, to assess the constraining power of nonlinear scales. For each model we consider two fiducial values for the corresponding model parameter. In an optimistic setting at 68.3% confidence interval, with Euclid alone we find the following percentage relative errors: for $\log_{10}{\omega_{\rm BD}}$, with a fiducial value of $\omega_{\rm BD}=800$, 35% using GC$_{sp}$ alone, 3.6% using GC$_{ph}$+WL+XC and 3.3% using GC$_{ph}$+WL+XC+GC$_{sp}$; for $\log_{10}{\Omega_{\rm rc}}$, with a fiducial value of $\Omega_{\rm rc}=0.25$, we find respectively 90%, 20% and 17%; finally, for $\epsilon_{2,0}=-0.04$ respectively 5%, 0.15% and 0.14%. (abridged)
Mots clés
gravitation: model
nonlinear
general relativity
galaxy: cluster
Dvali-Gabadadze-Porrati model
satellite
gravitation: lens
perturbation
screening
cosmological model: parameter space
invariance: scale
Jordan
Brans-Dicke model
scalar tensor
membrane model
embedding
higher-dimensional
dimension: 5
Minkowski
k-essence
matter: coupling
universality
field theory: scalar
statistical analysis
correlation function
multipole
confidence limit