1. Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters
- Author
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M. López-Caniego, Richard A. Battye, Hannu Kurki-Suonio, J. Aumont, Charles R. Lawrence, P. Vielva, E. Martínez-González, François R. Bouchet, L. Montier, K. Ganga, Francesca Perrotta, Lloyd Knox, M. Le Jeune, Jan Hamann, E. Franceschi, M. Tenti, C. Combet, Torsten A. Enßlin, Andrea Zacchei, R. A. Sunyaev, J.-M. Delouis, J. F. Macías-Pérez, Tiziana Trombetti, Zhiqi Huang, Graca Rocha, L. Polastri, Alessandro Melchiorri, A. Mennella, Nabila Aghanim, Sabino Matarrese, Jose Alberto Rubino-Martin, N. Bartolo, Theodore Kisner, Peter Meinhold, L. Salvati, Jose M. Diego, K. Benabed, J.-P. Bernard, J. González-Nuevo, M. Ashdown, H. K. Eriksen, Erminia Calabrese, Olivier Doré, Serge Gratton, G. de Zotti, L. Vibert, J. R. Bond, Marzieh Farhang, Benjamin D. Wandelt, Julian Borrill, L. Toffolatti, F. Piacentini, Yin-Zhe Ma, Will Handley, S. Galeotta, A. Karakci, A. A. Fraisse, Anthony Lasenby, M. Sandri, X. Dupac, G. Sirri, Adam Moss, B. Ruiz-Granados, D. Contreras, A.-S. Suur-Uski, Mario G. Lattanzi, Ricardo Genova-Santos, Jean-François Cardoso, Marian Douspis, G. Polenta, E. Keihänen, A. J. Banday, M. Migliaccio, R. B. Barreiro, B. P. Crill, J. Valiviita, Yabebal Fantaye, B. Van Tent, Tuhin Ghosh, D. Tavagnacco, A. Renzi, Martin White, M. Bucher, Douglas Scott, Jörg P. Rachen, Hans Ulrik Nørgaard-Nielsen, Jason D. McEwen, R. C. Butler, Locke D. Spencer, Nicola Vittorio, V. Lindholm, Fabrizio Villa, K. Kiiveri, Ingunn Kathrine Wehus, Julien Lesgourgues, Hiranya V. Peiris, Reijo Keskitalo, Krzysztof M. Gorski, S. R. Hildebrandt, E. Di Valentino, A. Marcos-Caballero, G. Patanchon, P. de Bernardis, M. Lilley, Simon D. M. White, C. Sirignano, M. Frailis, Carlo Baccigalupi, Francesco Forastieri, W. C. Jones, P. Lemos, François Levrier, E. Hivon, R. Fernandez-Cobos, Carlo Burigana, Nicoletta Krachmalnicoff, D. Herranz, Andrei V. Frolov, M. Tomasi, Marius Millea, J.-L. Puget, Paolo Natoli, James R. Fergusson, D. Paoletti, L. Pagano, M.-A. Miville-Deschênes, Julien Carron, Luca Valenziano, F. K. Hansen, S. Dusini, Andrea Zonca, Bruce Partridge, Jens Chluba, S. Basak, H. C. Chiang, Alessandro Gruppuso, Marco Bersanelli, Peter G. Martin, Martin Kunz, Valeria Pettorino, Mathieu Remazeilles, Jacques Delabrouille, Jon E. Gudmundsson, J.-M. Lamarre, P. Bielewicz, F. Cuttaia, Franz Elsner, G. Roudier, S. Galli, Michele Liguori, Gianluca Morgante, A. Ducout, Fabio Finelli, James J. Bock, M. Reinecke, C. Rosset, Yashar Akrami, Anthony Challinor, Subhabrata Mitra, J. A. Tauber, Matteo Martinelli, M. Savelainen, N. Mauri, E. P. S. Shellard, Antony Lewis, Diego Molinari, G. Maggio, P. B. Lilje, Davide Maino, A. Mangilli, L. P. L. Colombo, Mario Ballardini, N. Mandolesi, Andrew H. Jaffe, Philip Lubin, J. Kim, M. Maris, Martina Gerbino, George Efstathiou, F. Boulanger, Guilaine Lagache, Challinor, Anthony [0000-0003-3479-7823], Fergusson, James [0000-0003-4820-171X], Handley, William [0000-0002-5866-0445], Lasenby, Anthony [0000-0002-8208-6332], Apollo - University of Cambridge Repository, 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), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), 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), Computing and Mathematical Sciences [Pasadena]], California Institute of Technology (CALTECH), Canadian Institute for Theoretical Astrophysics (CITA), Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Dipartimento di Fisica [Roma La Sapienza], Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome] (UNIROMA), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), Max-Planck-Gesellschaft, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Dipartimento di Fisica 'G. Galilei', Università degli Studi di Padova = University of Padua (Unipd), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), University College of London [London] (UCL), University of Manchester [Manchester], University of British Columbia (UBC), 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), funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (grant agreement No 725456, CMBSPEC)., Planck Collaboration, European Project: 616170,EC:FP7:ERC,ERC-2013-CoG,COSMOPARS(2014), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Sorbonne Université (SU)-Observatoire de Paris, Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2020-....] (Grenoble INP [2020-....]), Université Grenoble Alpes [2020-....] (UGA [2020-....]), Sorbonne Université, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS (UMR_8023)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome], Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Universita degli Studi di Padova, Sorbonne Université (SU), Science and Technology Facilities Council (STFC), Science and Technology Facilities Council, Universidad de Cantabria, Ministerio de Economía y Competitividad (España), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España), European Commission, European Research Council, European Space Agency, Department of Physics, Helsinki Institute of Physics, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Aghanim N., Akrami Y., Ashdown M., Aumont J., Baccigalupi C., Ballardini M., Banday A.J., Barreiro R.B., Bartolo N., Basak S., Battye R., Benabed K., Bernard J.-P., Bersanelli M., Bielewicz P., Bock J.J., Bond J.R., Borrill J., Bouchet F.R., Boulanger F., Bucher M., Burigana C., Butler R.C., Calabrese E., Cardoso J.-F., Carron J., Challinor A., Chiang H.C., Chluba J., Colombo L.P.L., Combet C., Contreras D., Crill B.P., Cuttaia F., De Bernardis P., De Zotti G., Delabrouille J., Delouis J.-M., Di Valentino E., Diego J.M., Dore O., Douspis M., Ducout A., Dupac X., Dusini S., Efstathiou G., Elsner F., Ensslin T.A., Eriksen H.K., Fantaye Y., Farhang M., Fergusson J., Fernandez-Cobos R., Finelli F., Forastieri F., Frailis M., Fraisse A.A., Franceschi E., Frolov A., Galeotta S., Galli S., Ganga K., Genova-Santos R.T., Gerbino M., Ghosh T., Gonzalez-Nuevo J., Gorski K.M., Gratton S., Gruppuso A., Gudmundsson J.E., Hamann J., Handley W., Hansen F.K., Herranz D., Hildebrandt S.R., Hivon E., Huang Z., Jaffe A.H., Jones W.C., Karakci A., Keihanen E., Keskitalo R., Kiiveri K., Kim J., Kisner T.S., Knox L., Krachmalnicoff N., Kunz M., Kurki-Suonio H., Lagache G., Lamarre J.-M., Lasenby A., Lattanzi M., Lawrence C.R., Le Jeune M., Lemos P., Lesgourgues J., Levrier F., Lewis A., Liguori M., Lilje P.B., Lilley M., Lindholm V., Lopez-Caniego M., Lubin P.M., Ma Y.-Z., Macias-Perez J.F., Maggio G., Maino D., Mandolesi N., Mangilli A., Marcos-Caballero A., Maris M., Martin P.G., Martinelli M., Martinez-Gonzalez E., Matarrese S., Mauri N., McEwen J.D., Meinhold P.R., Melchiorri A., Mennella A., Migliaccio M., Millea M., Mitra S., Miville-Deschenes M.-A., Molinari D., Montier L., Morgante G., Moss A., Natoli P., Norgaard-Nielsen H.U., Pagano L., Paoletti D., Partridge B., Patanchon G., Peiris H.V., Perrotta F., Pettorino V., Piacentini F., Polastri L., Polenta G., Puget J.-L., Rachen J.P., Reinecke M., Remazeilles M., Renzi A., Rocha G., Rosset C., Roudier G., Rubino-Martin J.A., Ruiz-Granados B., Salvati L., Sandri M., Savelainen M., Scott D., Shellard E.P.S., Sirignano C., Sirri G., Spencer L.D., Sunyaev R., Suur-Uski A.-S., Tauber J.A., Tavagnacco D., Tenti M., Toffolatti L., Tomasi M., Trombetti T., Valenziano L., Valiviita J., Van Tent B., Vibert L., Vielva P., Villa F., Vittorio N., Wandelt B.D., Wehus I.K., White M., White S.D.M., Zacchei A., and Zonca A.
- Subjects
cosmological model ,Astronomy ,Cosmic microwave background ,INFLATIONARY PARADIGM ,cosmic background radiation: polarization ,Astrophysics ,cosmic background radiation ,baryon: oscillation: acoustic ,01 natural sciences ,7. Clean energy ,Omega ,Cosmology ,OSCILLATION SPECTROSCOPIC SURVEY ,background: geometry ,GALAXY REDSHIFT SURVEY ,neutrino: mass ,dark energy ,010303 astronomy & astrophysics ,matter: density ,expansion: adiabatic ,Physics ,Spectral index ,cosmological constant ,Hubble constant ,Settore FIS/05 ,Cosmic background radiation ,Cosmological parameters ,ACCURATE HALO-MODEL ,statistical analysis: Bayesian ,POWER-SPECTRUM ,matter: fluctuation ,tension ,perturbation: scalar ,Physical Sciences ,symbols ,astro-ph.CO ,Neutrino ,Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics ,Particle physics ,data analysis method ,Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO) ,satellite: Planck ,Dark matter ,FOS: Physical sciences ,cosmic background radiation: spectrum ,dark matter: density ,Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics ,Astronomy & Astrophysics ,NO ,symbols.namesake ,power spectrum: scalar ,Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica ,gravitation: lens ,0103 physical sciences ,0201 Astronomical and Space Sciences ,Planck ,cosmological parameters ,Astrophysics::Galaxy Astrophysics ,Science & Technology ,010308 nuclear & particles physics ,baryon: density ,Astronomy and Astrophysics ,GROWTH-RATE ,stability ,115 Astronomy, Space science ,cosmic background radiation: temperature ,MICROWAVE BACKGROUND ANISOTROPIES ,13. Climate action ,Space and Planetary Science ,Cosmic background radiation, Cosmological parameters ,PROBE WMAP OBSERVATIONS ,[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,BARYON ACOUSTIC-OSCILLATIONS ,Hubble's law ,cosmic background radiation: anisotropy - Abstract
Planck Collaboration: et al., arXiv:1807.06209v3, We present cosmological parameter results from the final full-mission Planck measurements of the cosmic microwave background (CMB) anisotropies, combining information from the temperature and polarization maps and the lensing reconstruction. Compared to the 2015 results, improved measurements of large-scale polarization allow the reionization optical depth to be measured with higher precision, leading to significant gains in the precision of other correlated parameters. Improved modelling of the small-scale polarization leads to more robust constraints on many parameters, with residual modelling uncertainties estimated to affect them only at the 0.5σ level. We find good consistency with the standard spatially-flat 6-parameter ΛCDM cosmology having a power-law spectrum of adiabatic scalar perturbations (denoted “base ΛCDM” in this paper), from polarization, temperature, and lensing, separately and in combination. A combined analysis gives dark matter density Ωch2 = 0.120 ± 0.001, baryon density Ωbh2 = 0.0224 ± 0.0001, scalar spectral index ns = 0.965 ± 0.004, and optical depth τ = 0.054 ± 0.007 (in this abstract we quote 68% confidence regions on measured parameters and 95% on upper limits). The angular acoustic scale is measured to 0.03% precision, with 100θ* = 1.0411 ± 0.0003. These results are only weakly dependent on the cosmological model and remain stable, with somewhat increased errors, in many commonly considered extensions. Assuming the base-ΛCDM cosmology, the inferred (model-dependent) late-Universe parameters are: Hubble constant H0 = (67.4 ± 0.5) km s−1 Mpc−1; matter density parameter Ωm = 0.315 ± 0.007; and matter fluctuation amplitude σ8 = 0.811 ± 0.006. We find no compelling evidence for extensions to the base-ΛCDM model. Combining with baryon acoustic oscillation (BAO) measurements (and considering single-parameter extensions) we constrain the effective extra relativistic degrees of freedom to be Neff = 2.99 ± 0.17, in agreement with the Standard Model prediction Neff = 3.046, and find that the neutrino mass is tightly constrained to ∑mν < 0.12 eV. The CMB spectra continue to prefer higher lensing amplitudes than predicted in base ΛCDM at over 2σ, which pulls some parameters that affect the lensing amplitude away from the ΛCDM model; however, this is not supported by the lensing reconstruction or (in models that also change the background geometry) BAO data. The joint constraint with BAO measurements on spatial curvature is consistent with a flat universe, ΩK = 0.001 ± 0.002. Also combining with Type Ia supernovae (SNe), the dark-energy equation of state parameter is measured to be w0 = −1.03 ± 0.03, consistent with a cosmological constant. We find no evidence for deviations from a purely power-law primordial spectrum, and combining with data from BAO, BICEP2, and Keck Array data, we place a limit on the tensor-to-scalar ratio r0.002 < 0.06. Standard big-bang nucleosynthesis predictions for the helium and deuterium abundances for the base-ΛCDM cosmology are in excellent agreement with observations. The Planck base-ΛCDM results are in good agreement with BAO, SNe, and some galaxy lensing observations, but in slight tension with the Dark Energy Survey’s combined-probe results including galaxy clustering (which prefers lower fluctuation amplitudes or matter density parameters), and in significant, 3.6σ, tension with local measurements of the Hubble constant (which prefer a higher value). Simple model extensions that can partially resolve these tensions are not favoured by the Planck data., The Planck Collaboration acknowledges the support of: ESA; CNES, and CNRS/INSU-IN2P3-INP (France); ASI, CNR, and INAF (Italy); NASA and DoE (USA); STFC and UKSA (UK); CSIC, MINECO, JA, and RES (Spain); Tekes, AoF, and CSC (Finland); DLR and MPG (Germany); CSA (Canada); DTU Space (Denmark); SER/SSO (Switzerland); RCN (Norway); SFI (Ireland); FCT/MCTES (Portugal); ERC and PRACE (EU).
- Published
- 2020