Article Dans Une Revue Phys.Dark Univ. Année : 2025

The CosmoVerse White Paper: Addressing observational tensions in cosmology with systematics and fundamental physics

Eleonora Di Valentino , Jackson Levi Said , Adam Riess , Agnieszka Pollo , Vivian Poulin (1) , Adrià Gómez-Valent , Amanda Weltman , Antonella Palmese , Caroline D Huang , Carsten van de Bruck , Chandra Shekhar Saraf , Cheng-Yu Kuo , Cora Uhlemann , Daniela Grandón , Dante Paz , Dominique Eckert , Elsa M Teixeira (1) , Emmanuel N Saridakis , Eoin Ó Colgáin , Florian Beutler , Florian Niedermann , Francesco Bajardi , Gabriela Barenboim , Giulia Gubitosi , Ilaria Musella , Indranil Banik , Istvan Szapudi , Jack Singal , Jaume Haro Cases , Jens Chluba , Jesús Torrado , Jurgen Mifsud , Karsten Jedamzik , Khaled Said , Konstantinos Dialektopoulos , Laura Herold , Leandros Perivolaropoulos , Lei Zu , Lluís Galbany , Louise Breuval , Luca Visinelli , Luis A Escamilla , Luis A Anchordoqui , M.M Sheikh-Jabbari , Margherita Lembo (2) , Maria Giovanna Dainotti , Maria Vincenzi , Marika Asgari , Martina Gerbino , Matteo Forconi , Michele Cantiello , Michele Moresco , Micol Benetti , Nils Schöneberg , Özgür Akarsu , Rafael C Nunes , Reginald Christian Bernardo , Ricardo Chávez , Richard I Anderson , Richard Watkins , Salvatore Capozziello , Siyang Li , Sunny Vagnozzi , Supriya Pan , Tommaso Treu , Vid Irsic , Will Handley , William Giarè , Yukei Murakami , Abdolali Banihashemi , Adèle Poudou (1) , Alan Heavens , Alan Kogut , Alba Domi , Aleksander Łukasz Lenart , Alessandro Melchiorri , Alessandro Vadalà , Alexandra Amon , Alexander Bonilla Rivera , Alexander Reeves , Alexander Zhuk , Alfio Bonanno , Ali Övgün , Alice Pisani (3) , Alireza Talebian , Amare Abebe , Amin Aboubrahim , Ana Luisa González Morán , András Kovács , Andreas Lymperis , Andreas Papatriantafyllou , Andrew R Liddle , Andronikos Paliathanasis , Andrzej Borowiec , Anil Kumar Yadav , Anita Yadav , Anjan Ananda Sen , Anjitha John William , Anne Christine Davis , Anowar J Shajib , Anthony Walters , Anto Idicherian Lonappan , Anton Chudaykin , Antonio Capodagli , Antonio da Silva , Antonio de Felice , Antonio Racioppi , Araceli Soler Oficial , Ariadna Montiel , Arianna Favale , Armando Bernui , Arrianne Crystal Velasco , Asta Heinesen , Athanasios Bakopoulos , Athanasios Chatzistavrakidis , Bahman Khanpour , Bangalore S Sathyaprakash , Bartek Zgirski , Benjamin L'Huillier , Benoit Famaey (4) , Bhuvnesh Jain , Bing Zhang , Biswajit Karmakar , Branko Dragovich , Brooks Thomas , Carlos Correa , Carlos G Boiza , Catarina Marques , Celia Escamilla-Rivera , Charalampos Tzerefos , Chi Zhang , Chiara de Leo , Christian Pfeifer , Christine Lee , Christo Venter , Cláudio Gomes , Clecio Roque de Bom , Cristian Moreno-Pulido , Damianos Iosifidis , Dan Grin , Daniel Blixt , Dan Scolnic , Daniele Oriti , Daria Dobrycheva , Dario Bettoni , David Benisty , David Fernández-Arenas , David L Wiltshire , David Sanchez Cid , David Tamayo , David Valls-Gabaud (5) , Davide Pedrotti , Deng Wang , Denitsa Staicova , Despoina Totolou , Diego Rubiera-Garcia , Dinko Milaković , Dominic W Pesce , Dominique Sluse , Duško Borka , Ebrahim Yusofi , Elena Giusarma , Elena Terlevich , Elena Tomasetti , Elias C Vagenas , Elisa Fazzari , Elisa G.M Ferreira , Elvis Barakovic , Emanuela Dimastrogiovanni , Emil Brinch Holm , Emil Mottola , Emre Özülker , Enrico Specogna , Enzo Brocato , Erik Jensko , Erika Antonette Enriquez , Esha Bhatia , Fabio Bresolin , Felipe Avila , Filippo Bouchè , Flavio Bombacigno , Fotios K Anagnostopoulos , Francesco Pace , Francesco Sorrenti , Francisco S.N Lobo , Frédéric Courbin , Frode K Hansen , Greg Sloan , Gabriel Farrugia , Gabriel Lynch , Gabriela Garcia-Arroyo , Gabriella Raimondo , Gaetano Lambiase , Gagandeep S Anand , Gaspard Poulot , Genly Leon , Gerasimos Kouniatalis , Germano Nardini , Géza Csörnyei , Giacomo Galloni , Giada Bargiacchi , Giannis Papagiannopoulos , Giovanni Montani (6) , Giovanni Otalora , Giulia de Somma , Giuliana Fiorentino , Giuseppe Fanizza , Giuseppe Gaetano Luciano , Giuseppe Sarracino , Gonzalo J Olmo , Goran S Djordjević , Guadalupe Cañas-Herrera (7) , Hanyu Cheng , Harry Desmond , Hassan Abdalla , Houzun Chen , Hsu-Wen Chiang , Hume A Feldman , Hussain Gohar , Ido Ben-Dayan , Ignacio Sevilla-Noarbe , Ignatios Antoniadis , Ilim Cimdiker , Inês S Albuquerque , Ioannis D Gialamas , Ippocratis Saltas , Iryna Vavilova , Isidro Gómez-Vargas , Ismael Ayuso , Ismailov Nariman Zeynalabdi , Ivan de Martino , Ivonne Zavala , J. 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Résumé

The standard model of cosmology has provided a good phenomenological description of a wide range of observations both at astrophysical and cosmological scales for several decades. This concordance model is constructed by a universal cosmological constant and supported by a matter sector described by the standard model of particle physics and a cold dark matter contribution, as well as very early-time inflationary physics, and underpinned by gravitation through general relativity. There have always been open questions about the soundness of the foundations of the standard model. However, recent years have shown that there may also be questions from the observational sector with the emergence of differences between certain cosmological probes. In this White Paper, we identify the key objectives that need to be addressed over the coming decade together with the core science projects that aim to meet these challenges. These discordances primarily rest on the divergence in the measurement of core cosmological parameters with varying levels of statistical confidence. These possible statistical tensions may be partially accounted for by systematics in various measurements or cosmological probes but there is also a growing indication of potential new physics beyond the standard model. After reviewing the principal probes used in the measurement of cosmological parameters, as well as potential systematics, we discuss the most promising array of potential new physics that may be observable in upcoming surveys. We also discuss the growing set of novel data analysis approaches that go beyond traditional methods to test physical models. [Abridged]

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Eleonora Di Valentino, Jackson Levi Said, Adam Riess, Agnieszka Pollo, Vivian Poulin, et al.. The CosmoVerse White Paper: Addressing observational tensions in cosmology with systematics and fundamental physics. Phys.Dark Univ., 2025, 49 (101965), pp.101965. ⟨10.1016/j.dark.2025.101965⟩. ⟨hal-05074695⟩
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