En la estructura cosmológica a gran escala, ¿los filamentos, las paredes, las láminas y los nodos son términos diferentes para las mismas cosas?

No son exactamente las mismas cosas, pero está captando correctamente que son conceptos definidos de forma un tanto imprecisa (es decir, subjetivamente). En la formación de una estructura cosmológica, se comienza con un fluido casi uniforme de materia (principalmente oscura) que es *inestable gravitacionalmente . forman hojas, también son gravitacionalmente inestables, y el siguiente modo de colapso es dentro de las hojas 2D para formar "filamentos" 1D . Finalmente, los filamentos comienzan a colapsarse en "nodos" 0D y fluyen hacia lugares donde numerosos filamentos se juntan. -- estos lugares suelen ser el sitio de formación de cúmulos de galaxias.

Estamos acostumbrados a cosas que sufren un colapso gravitacional esférico, pero en un medio bastante uniforme (como se ve en la cosmología, pero también en la formación de estrellas a partir de grandes nubes moleculares) no existe la misma simetría. Una forma de pensarlo es: si imagina perturbaciones en todas las formas y escalas (como es el caso de muchos procesos aleatorios astrofísicos), entonces las perturbaciones con simetría plana (como hojas) tendrán fuerzas gravitatorias que son relativamente constantes con la distancia, es decir$F(r) \propto k$. Las perturbaciones con simetría cilíndrica (como filamentos) tienen fuerzas como$F(r) \propto k/r$, y finalmente las perturbaciones esféricas (como nodos) tienen estándar$F(r) \propto k/r^2$. Así, el orden de inestabilidad tiende a ser algo así como [hoja$>$filamento$>$nodo], que es el orden general de su colapso (para una escala de longitud fija).

Hojas, filamentos y nodos son términos que se usan generalmente para describir la estructura subyacente observada en simulaciones cosmológicas o inferida de las observaciones. Aún así, los nodos y filamentos se pueden seleccionar fácilmente de mapas de estructuras a gran escala como el que se adjunta*. Los puntos de mayor densidad (naranja) son nodos, y las hebras fibrosas (verde-amarillo) son filamentos. Las hojas se observan principalmente en corrimientos al rojo muy altos (universo temprano) en simulaciones.

"Paredes" y "Vacíos" se usan con mayor frecuencia para describir características observadas directamente. Por ejemplo, una 'pared' podría ser como el grupo gigante, naranja, similar a una línea en el centro superior. La descripción de 'pared' generalmente se usa para imágenes como esta, donde está mirando una proyección (sin información de altura), pero suponiendo que esta 'pared' probablemente se extienda hacia adentro o hacia afuera de la página. Si, en 3D, viera que esta estructura era en realidad más una línea, entonces 'muro' sería menos aplicable... estos son términos imprecisos.

Un 'vacío' es como la región negra vacía justo debajo de 'la pared', en la figura adjunta. Si parece tener (e implica) una tridimensionalidad.

*Esta imagen muestra una estructura a gran escala trazada por galaxias y AGN (quásares) vista por SDSS .