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.

Primordial features, in particular oscillatory signals, imprinted in the primordial power spectrum of density perturbations represent a clear window of opportunity for detecting new physics at high-energy scales. Future spectroscopic and photometric measurements from the $Euclid$ space mission will provide unique constraints on the primordial power spectrum, thanks to the redshift coverage and high-accuracy measurement of nonlinear scales, thus allowing us to investigate deviations from the standard power-law primordial power spectrum. We consider two models with primordial undamped oscillations superimposed on the matter power spectrum, one linearly spaced in $k$-space the other logarithmically spaced in $k$-space. We forecast uncertainties applying a Fisher matrix method to spectroscopic galaxy clustering, weak lensing, photometric galaxy clustering, cross correlation between photometric probes, spectroscopic galaxy clustering bispectrum, CMB temperature and $E$-mode polarization, temperature-polarization cross correlation, and CMB weak lensing. We also study a nonlinear density reconstruction method to retrieve the oscillatory signals in the primordial power spectrum. We find the following percentage relative errors in the feature amplitude with $Euclid$ primary probes for the linear (logarithmic) feature model: 21% (22%) in the pessimistic settings and 18% (18%) in the optimistic settings at 68.3% confidence level (CL) using GC$_{\rm sp}$+WL+GC$_{\rm ph}$+XC. Combining all the sources of information explored expected from $Euclid$ in combination with future SO-like CMB experiment, we forecast ${\cal A}_{\rm lin} \simeq 0.010 \pm 0.001$ at 68.3% CL and ${\cal A}_{\rm log} \simeq 0.010 \pm 0.001$ for GC$_{\rm sp}$(PS rec + BS)+WL+GC$_{\rm ph}$+XC+SO-like both for the optimistic and pessimistic settings over the frequency range $(1,\,10^{2.1})$.

Verifying the fully kinematic nature of the cosmic microwave background (CMB) dipole is of fundamental importance in cosmology. In the standard cosmological model with the Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) metric from the inflationary expansion the CMB dipole should be entirely kinematic. Any non-kinematic CMB dipole component would thus reflect the preinflationary structure of spacetime probing the extent of the FLRW applicability. Cosmic backgrounds from galaxies after the matter-radiation decoupling, should have kinematic dipole component identical in velocity with the CMB kinematic dipole. Comparing the two can lead to isolating the CMB non-kinematic dipole. It was recently proposed that such measurement can be done using the near-IR cosmic infrared background (CIB) measured with the currently operating Euclid telescope, and later with Roman. The proposed method reconstructs the resolved CIB, the Integrated Galaxy Light (IGL), from Euclid's Wide Survey and probes its dipole, with a kinematic component amplified over that of the CMB by the Compton-Getting effect. The amplification coupled with the extensive galaxy samples forming the IGL would determine the CIB dipole with an overwhelming signal/noise, isolating its direction to sub-degree accuracy. We develop details of the method for Euclid's Wide Survey in 4 bands spanning 0.6 to 2 mic. We isolate the systematic and other uncertainties and present methodologies to minimize them, after confining the sample to the magnitude range with negligible IGL/CIB dipole from galaxy clustering. These include the required star-galaxy separation, accounting for the extinction correction dipole using the method newly developed here achieving total separation, accounting for the Earth's orbital motion and other systematic effects. (Abridged)

The Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP) on board the satellite provides multiband photometry and $R slitless grism spectroscopy in the 950--2020\,nm wavelength range. In this reference article, we illuminate the background of NISP's functional and calibration requirements, describe the instrument's integral components, and provide all its key properties. We also sketch the processes needed to understand how NISP operates and is calibrated as well as its technical potentials and limitations. Links to articles providing more details and the technical background are included. The NISP's 16 H2RG detectors with a plate scale of $ deliver a field of view of 0.57\,deg$^2$. In photometric mode, NISP reaches a limiting magnitude of sim \,24.5\,AB\,mag in three photometric exposures of about 100\,s in exposure time for point sources and with a S/N of five. For spectroscopy, NISP's point-source sensitivity is a SNR = 3.5 detection of an emission line with flux sim \,$2 $ integrated over two resolution elements of 13.4\ in 3times 560\,s grism exposures at 1.6\ (redshifted Halpha ). Our calibration includes on-ground and in-flight characterisation and monitoring of the pixel-based detector baseline, dark current, non-linearity, and sensitivity to guarantee a relative photometric accuracy better than 1.5<!PCT!> and a relative spectrophotometry better than 0.7<!PCT!>. The wavelength calibration must be accurate to 5\ or better. The NISP is the state-of-the-art instrument in the near-infrared for all science beyond small areas available from HST and JWST -- and it represents an enormous advance from any existing instrumentation due to its combination of field size and high throughput of telescope and instrument. During six-year survey covering 14\,000\,deg$^2$ of extragalactic sky, NISP will be the backbone in determining distances of more than a billion galaxies. Its near-infrared data will become a rich reference imaging and spectroscopy data set for the coming decades.