Файл: Стонг, Р. Заметки по теории кобордизмов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 135

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

(так как

то а Пі+П2-1 = 0). Следовательно,

5щ +па-1

(о (Хн)) [Щ =-- -

.П1+П2

(J))ni+n* [K/J (к,) X KP (га2)] =

1+П2

= — (л!а + я|а ),,1+П2 [KP (щ) X KP {п2)\

так как все другие члены содержат элементы п*а в степени боль­ шей, чем ni + п2, и поэтому равны нулю. Таким образом, получаем

З а м е ч а н и е . Многообразие Н 1П, „ является неособой гипер­ поверхностью степени (1,1) в KP (т) х KP (п). Если.(ю0, . . ., ifm) n(z0, . . ., z„) — однородные координаты в проективных простран­ ствах KP (т) и KP (п), то многообразие Н,„.п можно определить

как нули уравнения w0z0

+

wrzr =

0, где г — min (т, п).

Рассмотрим проективиое пространство KP ((т +

1) (п +

1) — і)

с однородными координатами иг,

 

0 ^ і

т,

0

^

^ п,

и вло­

жим в него пространство KP (т )

X

KP (п) при помощи отображе­

ния

 

 

 

 

 

 

 

(и’о, • • Ѵ>т) X (z0, . . , zn)

->■ (w0Z0,

■ -

WtZj,

. . .,

WmZn).

Тогда многообразие H m,n представится как гпперплоское сечение,

Г

заданное уравнением У] и,ц = 0. При этом вложении ограничение

і=0

расслоения £ на KP (т) X KP (п), очевидно, совпадает с расслое­ нием nfh, (gi я*|. Идея использовать эти многообразия принадле­ жит Милнору х) (см. Милнор [11] или Хирцебрух [1]).

Обычные когомологии классифицирующих пространств ВО и В 8 0

Для К = X описанные выше методы применимы только для 2-примарных теорий когомологий. Но, к сожалению, они не дают достаточной информации для описания пространств ВОп и Туп. Предметом настоящего параграфа является преодоление техни­ ческих трудностей при вычислении когомологий пространства ВО с другими коэффициентами.

г) В литературе по теории кобордпзмов эти многообразия называются многообразиями Милнора.— Прим, иерее.


П р е д л о ж е н и е . Пустъ £ — вещественное векторное рас­ слоение над В. Тогда расслоение £ ® \ допускает структуру ком­ плексного векторного расслоения, задаваемую формулой

і {х, у) = (—У, X), (х, у) 6 Е 0 Е.

Это комплексное векторное расслоение является комплексификацией расслоения £, обозначаемой через £ ® С , м расслоение \ <g> С изо­ морфно своему комплексно сопряженному.

Если \ само допускает структуру комплексного расслоения, то | ® С изоморфно, как комплексное векторное расслоение, расслое­

нию £ © І, где I — расслоение, комплексно сопряженное с h. В этом случае расслоение £ ® С допускает структуру кватернионного векторного расслоения, задаваемую формулами

 

і {х,

У) =

{—У,

х)

и

і (х,

у) = (ta;, — іу).

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Так

как

Г3 (х , у) =

і (—у, х) —

= ( X , у),

то tz= —1, и, следовательно, оператор і задает ком­

плексную

структуру.

Рассмотрим

отображение

ф: £ © £

£ 0

(X ,

у)

(—X ,

у).

Так как

фі = —г'ф, то ф задает изо­

морфизм расслоения £ ® С с расслоением ему комплексно сопря­

женным. Пусть

теперь £ — комплексное расслоение. Рассмотрим

отображения /: і

f ® С ,

/ (х) — (х, іх), и g: £ | ® С ,

g (х) = (а:, іх). Тогда f i =

if

и gi = ig, так что / и g задают

отображения расслоения |

и комплексно сопряженного с ним рас­

слоения 1 в расслоение £ ® С. Это определяет разложение расслое­

ния t g С в прямую

сумму I ф f, так

как (х, у) = / (Х^ 1Р j_

_l_ g (Х__1У) _ Наконец,

данные отображения t и / зщовлетворяют

равенствам і2 = j2 — І и

if — fi, так что і и / задают в расслое­

нии £ ® С структуру

кватернионного

расслоения, а

Предположим теперь

опять, что

А мультипликативный

спектр, для которого пространство CP (F) имеет правильные кого­ мологии и обладает образующим а £ H 2 (CP (F); А), таким, что с* (а) — —а. Вещественное расслоение Ннад В имеет тогда класс

Чжэня

с 0 С ) £ Н* (В\

-4). Так как расслоение g ® С изо­

морфно своему комплексно сопряженному расслоению, то

 

 

ci (£ ® С ) = а (I ® С ) = ( — 1) ’ а (g ® С ) ,

 

так что

2 с2:-+і (£ ® С)

=

0.

'Поскольку нечетномерные

классы

Чжэня

имеют порядок

2

и,

следовательно, относятся

только

к 2-примарным утверждениям, то в этом параграфе мы не будем рассматривать эти классы и дадим следующее

О п р е д е л е н и е . Пусть А —мзыгьтппликативный спектр, для которого пространство CP (F) имеет правильные когомологии


и обладает образующим а Ç Я 2 (CP (7); Л),

таким, что с* (а) =

= —а; пусть £— вещественное

векторное

расслоение над В.

Тогда і-м классом Понтрягина

(|) называется характеристиче­

ский класс

 

 

f i (І) = ( - 1)г с2і (і 0 С) 6 Н н (Б; А).

Полным классом Понтрягина называется «формальная» сумма

со

№ = 1 + 2 Ы1)еН*{В; А).

і = 1

Ле мма .ППустъ g — комплексное векторное расслоение, такое,

что c(t)= JJ (1-|-жг), d irait = 2; тогда г=1

№ = П

(!+ *?)•

І=1

гг

Д о к а з а т е л ь с т в о . Так как с(І) = JJ (1 — xt), тос(^0С) =

 

г = 1

= П (I—*?)- ■

t=i

Л ем м а. Пустъ Л, как и выше, мультипликативный спектр, и пусть l/2Ç.ff0(pt; Л); тогда

© T ]) = № u g > (T i).

До к а з а т е л ь с т в о . Так как 1/2 6 Н° (pt; А), то группа

Я* (В; А)

не

имеет

2-примарного

кручения,

и

поэтому

Coj-ri (ё 0

С) = 0. Используя формулу

с ((I

0 С) © (г) ® С)) =

= с (g 0 С) KJ с (т] 0 С)

и соответствующим

образом

учитывая

знаки, получаем

доказательство леммы, а

 

 

 

П р е д л о ж е н и е .

Пустъ А мультипликативный спектр,

для которого пространство CP (7) имеет правильные когомологии

и обладает образующим а, таким, что а 6 Н2 (CP (7);

А), с* (а) =

= а, и

пусть

1/2 £ Н° (pt; Л). Тогда

И * (ВОп\ Л)

содержит

подколъцо, изоморфное кольцу полиномов над ff* (pt; Л) от уни­

версальных классов Понтрягина <@і, 1

^

і ^ [п!2], где

[ ] обозна­

чает целую

частъ числа.

 

 

 

Д о к а з

а т е л ь с т в о . Классы

f*

определены

для 2і < п,

и достаточно показать, что кольцо, порожденное ими, мономорфно отображается в Н* (ВОп\ Л). Для этого рассмотрим отображение /: BU[nji]-^~ ВОп, соответствующее классификации комплексного [?г/2]-мерного векторного расслоения как вещественного. Имеем

/* (f) = с U с. Тогда

(fi) ~ 2іСоІ‘ + ^2І—2^2 ' ' ■ — ^СІ+ІСІ-1 + Ci


и, следовательно, элементы /* (£рг) порождают подкольцо полино­ мов в кольце Н* (2 ?£/[П2 ]; А).И

Для вычисления кольца Н* (ВОп; А) требуется наложить дальнейшие ограничения на спектр А . Поэтому в оставшейся части этого параграфа мы всюду будем предполагать, что А — это спектр Эйленберга — Маклейна К (£), где S — коммутативное кольцо, содержащее 1/2. Доказательство в этом случае довольно сложное и опирается на изучение ориентированных векторных расслоений.

О п р е д е л е н и е . Пусть V есть тг-мерное векторное простран­ ство над ІИсо скалярным умножением ( , ). Ориентацией про­ странства V называется единичный вектор о"в ?г-й внешней степе­ ни А” (F) пространства V. Еслиеь . . ., еп — ортонормированный базис пространства V, такой, что et Д . . . Де„ = о, то упорядочен­ ный набор (elt . . ., еп) можно рассматривать как ориентацию пространства V.

Л е м м а.

Пустъ W комплексное

векторное

пространство

со скалярным

умножением { , >. Тогда

W имеет

каноническую

ориентацию,. задаваемую вектором Д Д іД /\ . . . f\fnAtfm г^е /і, . . . , / „ — некоторый ортонормированный базис пространства W над С.

О п р е д е л е н и е . Ориентированным векторным расслое­ нием I называется векторное расслоение вместе с согласованным выбором ориентаций в каждом слое, т. е. расслоение ç вместе с се­ чением расслоения единичных сфер детерминанта det £ = А11(Н), dim I = п, расслоения слоем расслоения det \ в точке х являет­ ся пространство А" (ТД), где Ѵх — слой расслоения t в точке х.

П р е д л о ж е н и е . Пустъ g = (В, Е, р, + , •) — ориенти­ рованное п-мерное векторное расслоение. Существует единственный

класс U £ Пп (7'Е; Z), такой, что для каждой точки b £ В и сохра­ няющего ориентацию изоморфизма /: R n Е ъ индуцированный

класс (Tf*) (U) Ç Hn (Sn; Z) является стандартным образующим.

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Пусть S — расслоение единичных

сфер векторного расслоения |

® 1. Тогда S является ориентиро­

ванным

расслоением сфер, т. е. для любой петли ср: [0, 1] — В,

Ф (0) =

Ф (1) = Ъ, и любой тривиализации расслоения cp*S отобра­

жения слоев над точками 0 и 1 в слой расслоения S над точкой b гомотопны (относительно отмеченных точек).

Таким образом, группа

(В) действует тривиально на когомо­

логиях слоя расслоения S. В спектральной последовательности

Серра имеем Е \'9 s* Н р (В ; H9 (S n))

Н р {B-, Z) 0

И9 (S n).

Рассмотрим отображение s: В

S: b

(0Ь, 1) 6 Е ъХЪ.

Так как


s — сечение, то спектральная

последовательность тривиальна.

Если F 6 Нп (S) представляет

элемент 1 <g> іп £ E i ' 11=

", то

ограничение на любой слой переводит F в

образующий группы

когомологий. Так как F определен только

с точностью

до эле­

ментов из образа гомоморфизма я*, где я: S -*■ В — проекция, то можно считать, что s*F = 0. (Это условие однозначно определяет У.).Таким образом, кольцо H* (S ) является свободным H* (В)- модулем от образующих 1 и У.

Используя сечение s: В —>- S, можно образовать пространство S/В, которое совпадает с пространством Тома Т\. Следовательно, точная последовательность пары (S, В) дает короткую точную последовательность

0 ч- Я* (В) £ - H* {S) <Д- H* (TQ ч- 0,

отождествляющую кольцо Н* (Т|) с кольцом ker s*, которое является свободным Н* (5)-модулем от V: Положим U = %_1(F). Так как Н° (pt; Z) з* Z, то класс U определен однозначно с точ­ ностью до знака, т. е. с точностью до выбора ориентации расслое­ ния на каждой компоненте базы В. я

О п р е д е л е н и е . Пусть £ = (В , Е,

р, + ,

•) — ориенти­

рованное тг-мерное векторное расслоение и

t: В

Т \ — отобра­

жение, индуцированное нулевым сечением. Тогда классом Эйлера е (t) расслоения | называется класс когомологий t* (U) Ç //n (В; Z).

З а м е ч а н и е . Композиция сечения s: В

S: Ъ-*■ (0Ь, —1)

с проекцией S

SIB =

совпадает с отображением t. Следо­

вательно, е (І) =

s* (F).

Если расслоение %не допускает ненуле­

вого сечения, то не очевидно, что отображения s и s должны быть

гомотопны, и поэтому не очевидно, что класс когомологий s* (F) должен быть нулевым.

Л е м м а . U u U = р* (е (£))■£/.

Д о к а з а т е л ь с т в о . Пусть D и Я0— расслоения дисков

и сфер расслоения |,

пусть i: D

D/D0 —проекция на фактор-

пространство и z\ В

D — нулевое

сечение. Отождествляя про­

странства Т \ и D/D0,

получаем, что р* (е(|)) U = (p*z*i*U) U.

Так как В является деформационным ретрактом пространства D, то отображение zp гомотопно тождественному отображению, и по­ этому p*z* = 1. Таким образом, р* (е(%)) U = (i*U) U. Теперь осталось заметить, что внешнее произведение (i*U) U совпадает

свнутренним произведением U\jU. я

Сл е д с т в и е . Если п нечетно, то эйлеров класс е (Ê) имеет порядок 2 и, следовательно, равен нулю в группе H* (В; S), если