ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 159
Скачиваний: 0
Полугруппа кобордизмов, соответствующая этой категории,
обозначается через |
(К, г). |
|
Рассмотрим (BG, ^-многообразие М с отображением ѵ: М |
||
-V BG, определяющим нормальную структуру, и обозначим через |
||
ф: B G ^ - P f ö 00) |
такое |
отображение, что ф* (X) = det 4L, где |
X — каноническое |
расслоение над Р (К°°) и 4L — универсальное |
стабильное векторное расслоение над BG. Имеем (фѵ)* | ^ del т. Любые два отображения (тр-ѵ), полученные таким способом, гомо топны, и существует канонический выбор этой гомотопии, опреде ленный изоморфизмом любых двух (BG, ^-структур для различ ных вложений и выбором гомотопий для отображений ф. Для отоб ражения /: М Р (ІС) эквивалентность расслоения /* (|) с рас слоением det т можно рассматривать как гомотопию отображе ний / іп|)-ѵ. Таким образом, «Р (/^')-структуру>> на многообразии М можно рассматривать как деформацию канонического отобра жения в отображение, образ которого лежит в пространстве
Р (ІС).
Так как гомотопия является частным случаем кобордизма, то ясно, что в классе кобордизмов имеет значение лишь гомотопиче ский класс эквивалентности, а также что гомотопически эквива лентные отображения / дают изоморфные семейства структур (изо морфизм зависит от выбора гомотопий). Далее, структура на мно гообразии М, индуцированная структурой многообразия М X 1 при проекции на «противоположный конец», определяет, как обычно, структуру на М, обратную к исходной.
Для того чтобы сделать предыдущее рассуждение более стро гим и определить указанную категорию кобордизма как некото рую (В, /)-категорпго, построим классифицирующее пространство.
Рассмотрим отображение р: BG X Р (К’) ^ Р (К°°), такое, что р* (X) — (det 4L) ф £, и обозначим через В К <Г) пространство рас слоения, индуцированное расслоением сферы S (К°°) над проек тивным пространством Р (К°°). Получаем коммутативную диа грамму
|
|
ВІСГ) —^ |
S (К”0) |
|
|
|
|
BG X Р (КО — —3 >Р (К~) |
|
|
|
Обозначим |
через Ѳ: B K 0) ~^BG |
композицию отображения я |
|||
и |
проекции |
BG X Р (ІС) на BG. |
|
|
|
и |
Пусть дано некоторое многообразие (М, /) с Р (і£г)-структурой |
||||
нормальным отображением ѵ: |
М —> BG. |
При |
отображении |
||
V |
X /: М |
BG X Р (ІС) расслоение (det 4L) ф £ |
индуцирует |
||
расслоение |
(detv) ® /* (|) ^ (detv) ® (det т), |
которое является |
трпвпальньш. Следовательно, отображение ѵ X / |
поднимается |
|
до отображения в В К {,'\ выбор |
поднятия эквивалентен выбору |
|
гомотопны отображения р (ѵ X /) |
с отображением |
в точку, пли, |
что то же самое, выбору эквивалентности расслоений /* (|) и |
||
det т. [Заметим, что л является главным G1 -расслоением.] |
||
Обратно, если ѵ: М ->- В К 0) — поднятие нормального отобра |
||
жения ѵ: М —V BG, то отображение / = я 2-зт -ѵ: М |
Р {К'), где |
я 2 — проекция иа Р (ІС), таково, что в расслоении det ѵ 0 f* (£) существует каноническая трпвиалнзация (бесконечномерная сфе ра S (/Iм) является пространством расслоения на сферы расслое ния X, и поэтому расслоение иад ней, индуцированное расслое нием X, имеет естественную трпвиализацию) и эту тривиализацию
можно рассматривать как |
эквивалентность |
расслоений det т и |
||
/* Ш- |
через В К ^ |
ограничение иа |
BGn |
расслоения |
Обозначим |
||||
Ѳ: BKW-+BG. |
|
|
|
|
Те о р е ма . |
Ж п (К , г) ^ |
lim яп+,.5 (ТВК['\ |
оо), где |
к —dim^/v. |
Интерес к этим теориям кобордпзмов объясняется в первую очередь тем, что они заполняют промежуток между «неориентиро
ванными» теориями (г = |
оо) |
и «ориентированными» |
теориями |
|||
(г = 1). Коротко говоря, |
мы |
имеем |
следующее: |
|
||
1) При г — оо пространство B K М |
можно отождествить с BG |
|||||
|
|
1 Ж^ |
Р |
нбо (р (1 хф)) :|:(Х) — |
||
при помощи отображения BG —*■BG х |
||||||
= (det 41) 0 |
(det 41), и поэтому отображение р (1 X ф) является |
|||||
гомотоппческп |
тривиальным. |
Фактически |
если dim М = п, то |
|||
классифицирующее отображение ф-ѵ: М |
Р {К00) для |
расслое |
ния det т можно деформировать в и-мерный остов, а гомотопшо, заданную двумя различными деформациями, можно деформиро вать в (п + 1)-мерный остов. Тем самым на любом многообразии М, dim М = п, существует единственная P (/f'’(-структура, где
(к + 1) |
^ к (г — 1). Следовательно, для |
г ^ |
К |
-|-1 группа |
|
Жп (К , |
г) = |
Ж п (К, оо) является группой |
«неориентированных» |
||
кобордпзмов |
или Q”, обозначаемой в этой главе |
общим сим |
|||
волом ß f. |
|
|
|
|
|
2) При г — 1 «Р (//'(-структурой» на многообразии М является |
тривиализация расслоения det х. Если т является га-мерным век торным расслоением со скалярным произведением, то каждый слой V имеет каноническую структуру n-мерного векторного про странства со скалярным произведением. Используя это произведе
ние, можно ввести |
скалярное произведение в градуированную |
П |
К3Ѵ, полагая AJF ортогональным к АЙУ, |
алгебру А (У) — 2 |
|
о |
|
если ] Ф к, и
(X, Y) = del I (хі, г/г ) |,
если X — х1/\. . . f\xs, Y = і/іД. . . f\ys. Задав во внешних степе нях расслоения эти скалярные произведения, получаем, что тривналнзация расслоения del т может быть представлена как (непре рывный) выбор единичного вектора в п-й внешней степени каждого слоя. Но в этом случае структурная группа расслоения т редуци руется к группе линейных преобразований пространства V, остав ляющих неподвижным единичный вектор пространства Л” (F). Линейное преобразование Г: F —>- F индуцирует на пространстве Ап (F) преобразование, являющееся умножением на детерминант преобразования Т. Следовательно, структурная группа расслое ния т редуцируется к группе преобразований с детерминантом 1, т. е. к специальной ортогональной группе или к специальной унитарной группе.
З а м е ч а н и е . Группы W* {К, 1) будем обозначать через Q®G, а пространства В К <-1'>— через BSG. Хотя основной причи ной интереса к группам “//'Д (К , г) является задача вычисления группы 5Г, (К , 1), в этой главе будет мало результатов, непосред ственно связанных с этой задачей.
3) Первое исследование групп 3 ‘\ (К, г), где г ~ 1 и оо, было проведено Уоллом [1] для К =01. Применяя случай г = 2, кото рый можно рассматривать как случай «щ-сферическнх» кобордизмов, он использовал различные связи этой группы кобордпзмов для вычисления 2-примарной части кольца Qf°. Дополнительные результаты можно найти в работах Атья [2] и Уолла [4]. Комплек сный случай изучался Коннером и Флойдом [6] по схеме, тесно связанной с работой Уолла (но с использованием методов Атья). Как было указано С. П. Новиковым в связи с изучением спек тральной последовательности Адамса с коэффициентами в «неори ентированных» кобордизмах (см. Новиков [5], [6]), группы кобордизмов W\. (К, 2) естественно возникают при вычислении групп «ориентированных» кобордизмов.
Связь «Р (Х2)-теории» и теории «о^-сферических» кобордпзмов может быть установлена следующим образом.
Обозначим через ZK группу Z2 |
для К — Н или Z для К = С. |
|
Первый характеристический класс |
(М) |
= сц (т) Ç H1' (ilf; 7LK) |
совпадает с характеристическим классом |
н2 (del т) (чтобы пока |
зать это, заметим, что (р) = аг (det р), если р — линейное расслоение, и, как уже отмечалось при рассмотрении многообра
зий Н т, „ в гл. V, |
имеет место |
формула сц (а ® Ъ) — ох (а) + |
+ Иі (Ь), если а и |
Ъ — линейные |
расслоения; применяя теперь |
принцип расщепления, индукцией по размерности получаем фор мулу (р) = a1 (det р) в общем случае).
Так как P (К2) = S h и аг (£) = і 6 H h (S1'; ~£к), то для объек та (М, /) с «Р (,йГ2 )-структурой» существует отображение /: М
—>- S K, |
такое, что /* (і) |
— ох {Щ. |
Таким образом, характери |
||
стический класс 0 4 |
(М ) |
является |
сферическим. Обратно, |
если |
|
задано |
многообразие |
М, |
у которого характеристический |
класс |
ах (Л/) является сферическим, то существует отображение /: М —>-
-*■ Р (К2), |
такое, |
что |
/* (і) = |
ог (Щ. Так как |
P (К°°) = |
= К (£к , |
к) = BGV |
то |
классы |
эквивалентности /1 |
-линейных |
расслоений полностью определяются их первым ZK-хирактери- стическим классом. Следовательно, существует эквивалентность расслоешш /* (ç) и det т.
4)Случай г > 2 ие представляет специального интереса.
Результаты для К = 51 здесь были получены Дж. Минкусом и Уоллом, но оии ие опубликованы. Подход Атья к теории бордпзмов сводит вычисления к стандартному упражнению.
Полугеометрические методы: (А', 2 )
Пусть (X, А) — некоторая пара клеточных комплексов. Опре
делим |
гомоморфизм |
Ф: Q*(X, А) |
Л \( К , 2) (X , А) следующим |
образом. Пусть а 6 |
й* (X, А). Выберем отображение g: (М, дМ) |
||
(X, |
А), представляющее а, и |
рассмотрим отображение ф-ѵ: |
МР индуцирующее det т. Ввиду компактности много
образия |
М |
существует целое чпсло |
Q, |
такое, |
что |
ф -ѵ (М) а |
|||||||
с Р (Кс>). Обозначим |
через ß: P (К |
X Р (К2) |
P (K N) |
обыч |
|||||||||
ное вложение (N = |
2 Q), |
|
заданное |
в локальных |
координатах |
||||||||
формулой |
Ui.j= XiXj; |
тогда |
отображение |
Ѳ = |
ß (ф-v X 1): |
||||||||
М X P (К2) —v P (K N) классифицирует расслоение det т ® |
т. е. |
||||||||||||
Ѳ* (£) = |
det т ® |. Отображение |
0 может |
быть прогомотопиро- |
||||||||||
вано до отображения, ограничение которого |
на дМ X Р (К2) |
||||||||||||
является |
трансверсально |
|
регулярным |
вдоль |
подмногообразия |
||||||||
P (KN~i)cz P (KN). Затем |
гомотопией, |
неподвижной на |
дМ X |
||||||||||
X Р {К2), можно деформировать это отображение до отображения |
|||||||||||||
(обозначаемого опять Ѳ), трансверсально регулярного на Р |
|
||||||||||||
Тогда Ѳ- 1 |
(р (KN- l))=L си М X Р (К2) ждЬ = L[\{dM X Р (К2)). |
||||||||||||
Касательное расслоение многообразия L изоморфно ограничению |
|||||||||||||
расслоения |
хм ф хрце-) — det хм ® £, |
и |
поэтому |
det (xL) ^ |
|||||||||
= det Хух ® £ 2 ® (det тм ) |
_ 1 |
® |
|
|
Таким |
образом, |
компо |
||||||
зиция |
отображений |
/: L Œ—>М |
X Р (К2) -> Р (К2) |
определяет |
|||||||||
«Р (/£2 )-структуру» на многообразии L. Тогда композиция отобра |
|||||||||||||
жений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cp: (L, |
дЬ) |
(іУ/ X Р (К2), |
дМ х Р (К2)) |
|
(М, дМ) -- > {X, А) |
определяет представитель ((L, /), ср) класса 7І'\ (К, 2)-бордпзмов пары (X , А). То, что приведенная конструкция дает гомоморфизм
Ф: (X, А) If* (К, 2) (X , А), является простым следствием теоремы о трансверсальной регулярности (различные гомотопии
надо |
рассматривать как |
кобордизмы, и для |
кобордизма |
G: (V, |
U) (X, А), такого, |
что дѴ = М [J (—М ’) (J |
U, сначала |
надо прогомотопировать отображение до трансверсально регуляр ного на U X Р (К2), оставляя отображения на границе неподвиж
ными, |
а |
затем |
до |
трансверсально |
регулярного |
отображения |
|||||
на всем |
V х Р (К2), оставляя отображения |
на |
дѴ х Р (К2) |
||||||||
неподвижными). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Л е м м а. Пустъ /: М |
Р (К2) — гладкое отображение. Тогда |
||||||||||
отображение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
/ X 1: М X Р (К 2) P { К 2) X Р { К 2) |
|
|
|||||||
является |
трансверсально |
регулярным |
на |
подмногообразии |
|||||||
|
я Ь 1 = {(*, |
г/) е P |
(X2) X Р (К2) I |
|
|
= |
0}. |
||||
Д о к а з а т е л ь с т в о . |
Рассмотрим |
отображение |
|
||||||||
|
|
р: Р |
(К2) |
|
Р (К2): (г/о, |
Уі) |
(—z/x, у0), |
|
|||
которое |
является гладкой |
инволюцией |
(р2 = |
1). |
Отображение |
||||||
/ X 1 трансверсально регулярно вдоль Н1Л тогда и только тогда, |
|||||||||||
когда |
отображение |
(1 X р) (/ X 1) |
трансверсально |
регулярно |
|||||||
вдоль |
подмногообразия |
(1 |
X р) |
= {(а:, |
у) |
\ х 0у1 = а-уг/о}, |
которое является диагональю А в многообразии P (К2) X Р (К2). Но это бывает тогда и только тогда, когда отображение ( 1 х р)-
• (/ X 1) (Ди X р) трансверсально регулярно вдоль Д. Таким образом, достаточно доказать, что отображение / X 1 трансвер сально регулярно вдоль А. Касательное пространство {хмхр(,к?))(т. х)
в |
точке |
(»?., а;) ( I |
X Р (К2) представим |
в виде (тмхр(кѵ)(т,х) = |
|||||||
= |
(тдг)™ 0 (Tp(jf2))K. |
|
Если |
(/ X |
1) |
(т, |
х) Ç А, то |
отображение |
|||
(/ |
X 1)* переводит |
подпространство (0 |
X |
Т/^кг))^ на подпростран |
|||||||
ство |
0 |
X (xp(/{2))x cz |
(тр(К2))х 0 |
(гР(К2))х, |
которое |
трансвер |
|||||
сально |
|
подпространству |
(тд)^, ху |
Таким |
образом, |
отображение |
|||||
/ |
X 1 |
трансверсально |
вдоль А и, |
следовательно, вдоль Н1Л. S |
|||||||
|
(Я благодарен У. |
Браудеру за приведенное выше доказатель |
ство, которое значительно проще моего варианта доказательства.)
Используя лемму, |
докажем |
следующее |
П р е д л о ж в п и |
е. Композиция гомоморфизмов |
|
Ж , (К, 2) (X, A ) ^ U Q G ( X , |
А) — <W\ (К, 2)(Х, А), |
і 0 -01024