The current cosmological probes have provided a fantastic confirmation of the standard Λ Cold Dark Matter cosmological model, which has been constrained with unprecedented accuracy. However, with the increase of the experimental sensitivity, a few statistically significant tensions between different independent cosmological datasets emerged. While these tensions can be in part the result of systematic errors, the persistence after several years of accurate analysis strongly hints at cracks in the standard cosmological scenario and the need for new physics. In this Letter of Interest we will focus on the 4.4σ tension between the Planck estimate of the Hubble constant H0 and the SH0ES collaboration measurements. After showing the H0 evaluations made from different teams using different methods and geometric calibrations, we will list a few interesting models of new physics that could solve this tension and discuss how the next decade’s experiments will be crucial.

We present constraints on neutrino masses, the primordial fluctuation spectrum from inflation, and other parameters of the ΛCDM model, using the one-dimensional Lyα-forest power spectrum measured by [1] from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III), complemented by Planck 2015 cosmic microwave background (CMB) data and other cosmological probes. This paper improves on the previous analysis by [2] by using a more powerful set of calibrating hydrodynamical simulations that reduces uncertainties associated with resolution and box size, by adopting a more flexible set of nuisance parameters for describing the evolution of the intergalactic medium, by including additional freedom to account for systematic uncertainties, and by using Planck 2015 constraints in place of Planck 2013.

We present the Planck Sky Model (PSM), a parametric model for the generation of all-sky, few arcminute resolution maps of sky emission at submillimetre to centimetre wavelengths, in both intensity and polarisation. Several options are implemented to model the cosmic microwave background, Galactic diffuse emission (synchrotron, free-free, thermal and spinning dust, CO lines), Galactic H-II regions, extragalactic radio sources, dusty galaxies, and thermal and kinetic Sunyaev-Zeldovich signals from clusters of galaxies. Each component is simulated by means of educated interpolations/extrapolations of data sets available at the time of the launch of the Planck mission, complemented by state-of-the-art models of the emission. Distinctive features of the simulations are: spatially varying spectral properties of synchrotron and dust; different spectral parameters for each point source; modeling of the clustering properties of extragalactic sources and of the power spectrum of fluctuations in the cosmic infrared background. The PSM enables the production of random realizations of the sky emission, constrained to match observational data within their uncertainties, and is implemented in a software package that is regularly updated with incoming information from observations. The model is expected to serve as a useful tool for optimizing planned microwave and sub-millimetre surveys and to test data processing and analysis pipelines. It is, in particular, used for the development and validation of data analysis pipelines within the planck collaboration. A version of the software that can be used for simulating the observations for a variety of experiments is made available on a dedicated website.

PRISM (Polarized Radiation Imaging and Spectroscopy Mission) was proposed to ESA in May 2013 as a large-class mission for investigating within the framework of the ESA Cosmic Vision program a set of important scientific questions that require high resolution, high sensitivity, full-sky observations of the sky emission at wavelengths ranging from millimeter-wave to the far-infrared. PRISM's main objective is to explore the distant universe, probing cosmic history from very early times until now as well as the structures, distribution of matter, and velocity flows throughout our Hubble volume. PRISM will survey the full sky in a large number of frequency bands in both intensity and polarization and will measure the absolute spectrum of sky emission more than three orders of magnitude better than COBE FIRAS. The aim of this Extended White Paper is to provide a more detailed overview of the highlights of the new science that will be made possible by PRISM