齐性空间

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:07:23 #几何学,拓扑群,李群,齐性空间

在数学,特别是李群、代数群与拓扑群的理论中,关于群的一个齐性空间(homogeneous space)是一个非空流形或拓扑空间,可传递地作用在上,G中的元素称之为X的对称。一个特例是空间的自同构群,这里自同构群可以是等距同构群、微分同胚群或是同胚群。在这些例子中,如果直觉想成于任何地方局部看起来一样,则是齐性的。像是等距同构(刚体几何)、微分同胚(微分几何)或是同胚(拓扑)。一些作者要求的作用是有效的(或忠实),不过本文并不要求这样。从而上存在可以想象为保持上相同“几何结构”的一个群作用,使成为一个单-轨道。

设是一个非空集合,是一个群。如果存在在上一个作用,则称为一个-空间。注意通过自同构自动作用在这个集合上。如果还额外属于某一个范畴,则要求中元素的作用是这个范畴中的自同构。从而由在上产生的映射保持结构。一个齐性空间是一个作用传递的空间。

简明地说,如果是范畴C中一个对象,则一个-空间结构是到范畴C中对象的自同构群一个同态:

若ρ()是承载集合的一个传递的、对称群,则二元组 (,ρ)定义了一个齐性空间。

例如,若是一个拓扑空间,则要求群元素在上的作用是自同胚。-空间的结构是到自同胚群的一个群同态ρ : → Homeo()。

类似地,如果是一个微分流形,则群元素是微分同胚。-空间结构是到微分同胚群的一个群同态ρ : → Diffeo()。

从埃尔朗根纲领的观点,可以理解在的几何中“所有点是一样的”。十九世纪中叶黎曼几何提出之前的所有几何本质上都是如此。

例如欧几里得空间、仿射空间和射影空间都自然是相应对称群的齐性空间。这对常曲率非欧几里得几何模型,比如双曲空间,同样成立。

一个深一点的经典例子是三维射影空间里线组成的空间(等价于,四维向量空间中的二维子空间)。用简单的线性代数可以证明GL4传递作用在这个空间上。我们可用“线坐标”将其参数化:存在2×4矩阵的2×2 子式使得其列向量是子空间的两个基向量。所得空间的几何是尤里乌斯·普吕克(英语:Julius Plücker)的线几何。

一般地,如果是一个齐性空间,而o是中某一给定点的稳定子(选取一个原点),中的点对应于左陪集/o

选取不同的原点一般将得到商去一个不同子群o′,它与o相差一个的内自同构。准确地,

这里是中任何元素使得 = ′。注意内自同构 (1)与的选取无关,只取决与模去o

如果在上的作用连续,则是的一个闭子群。特别地,如果是一个李群,则由嘉当定理是一个闭李子群。从而/是一个光滑流形,并且带有与这个群作用相容惟一的光滑结构。

如果是恒同子群{},则是一个主齐性空间。

对线几何之例子,我们可将等同于16-维一般线性群

的一个12-维子群,由如下矩阵元素的条件定义

通过寻找前两个标准基向量生成的子空间的稳定子。这便证明了的维数是4。

因为由子式给出的齐次坐标有6个,这意味着后者不是互相独立的。事实上这六个子式间有一个二次关系,已为十九世纪的几何学家知道。

这个例子是比射影空间更早发现的第一个格拉斯曼流形。在数学的通常使用中有许多更深入的典型线性群的齐性空间。

准齐性向量空间概念由佐藤干夫提出。

它是带有一个代数群作用的有限维向量空间,使得存在的一个轨道在扎里斯基拓扑下是开集(从而稠密)。一个例子是GL1作用在一维空间空间上。

这个定义比它最初出现时更加严格:这样的空间具有不寻常的性质,不可约准齐性向量空间在相差一个称之为“castling”的转换下存在一个分类。

凡用到广义相对论的宇宙学都会使用比安基分类系统。相对论中的齐性空间代表某种宇宙模型的背景度量的空间部分;例如弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度量的三个案例可以用比安基I(平坦),V(开),VII(平坦或开)与IX(闭)型子集来代表,而Mixmaster universe(英语:Mixmaster universe)代表一个比安基IX型宇宙的各向异性例子。

一个维齐性空间允许一个由(-1)/2 基灵向量场组成的集合。三维时,总共给出了六个线性无关的基灵向量场;齐性3-空间可以使用这些向量场的线性组合,来寻找在任何地方都非零的基灵向量场 ξ i ( a ) {\displaystyle \xi _{i}^{(a)}}

这里 C   b c a {\displaystyle C_{\ bc}^{a}} 为“结构常数”,是一个常秩-3张量,两个下指标反对称, ; {\displaystyle ;} 表示共变微分算子。在一个平坦各向同性宇宙情形,可能有 C   b c a = 0 {\displaystyle C_{\ bc}^{a}=0} (I型),但在闭FLRW宇宙情形, C   b c a = ε   b c a {\displaystyle C_{\ bc}^{a}=\varepsilon _{\ bc}^{a}} 这里 ε   b c a {\displaystyle \varepsilon _{\ bc}^{a}} 是列维-奇维塔符号。

相关

  • C-SPAN有线卫星公共事务电视网(英语:Cable-Satellite Public Affairs Network,简称:C-SPAN)是美国专注公共事务的有线电视和卫星电视新闻频道;由有线电视产业于1979年成立,是一家非营利公
  • 九期一“九期一”,学名甘露特钠胶囊(GV-971),是一款用于治疗轻度至中度阿尔茨海默症(俗称老年痴呆症)的药品,据称是中国第一款治疗阿尔茨海默症的原创新药。但它亦引起了不少质疑,包括研发
  • 第3骑兵团美国陆军第3骑兵团(英语:3rd Cavalry Regiment),前身为第3装甲骑兵团(3rd Armored Cavalry Regiment),是美国陆军的一个编制单位,总部位于德克萨斯州胡德堡。
  • 猪八戒猪八戒,原名猪刚鬣,法号悟能,是中国古典小说《西游记》当中唐僧的四个徒弟之一,排行第二,猪脸人身,黑猪模样。孙悟空常呼其为“呆子”。朱士行(203—282),三国时代高僧,法号八戒。嘉平
  • 三氯化金三氯化金,俗称氯化金,是最常见的无机金化合物,化学式是AuCl3。名称中的罗马数字表明金的化合价为+3,这是它众多化合物中最为稳定的价态。金亦会形成另一种氯化物——氯化亚金(AuC
  • 提摩太后书提摩太后书(希腊语:ΠΡΟΣ ΤΙΜΟΘΕΟΝ Β΄)是新约圣经中的一卷,通常列于第16卷。由于提摩太前书、提摩太后书和提多书这三卷圣经的对象是教会牧者,因此亦称为教牧书信(Pa
  • 季剑虹季剑虹(1932年3月-2019年5月30日),中国基督教新教三自爱国教会领导人,2002年至2008年任中国基督教三自爱国运动委员会主席。
  • 林超攀林超攀(1995年8月27日-),福建泉州人,中国男子竞技体操运动员。1999年,正在读幼儿园的林超攀被时任福建省泉州体育运动学校体操教练的史波萍相中,觉得他是个有天赋的孩子,体型也特别
  • 若林正丈若林正丈(1949年11月27日-),出生于日本长野县,政治学者,曾任东京大学教授,现任早稻田大学教授。长久以来研究台湾政治及台湾近代史,中文能力良好,著作甚多。毕业于长野县长野高等学校
  • 小乌丸小乌丸(こがらすまる)是平家一门的家宝,据传是刀匠“天国”(あまくに)所作的 日本刀。在现在,小乌丸(无铭)也是皇家御物。被推定是奈良时代末期到平安时代中期之间所作,并且为锋两