4次元でのその他の特別な現象とは? わかりやすく解説

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4次元でのその他の特別な現象

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/11/28 14:15 UTC 版)

低次元トポロジー」の記事における「4次元でのその他の特別な現象」の解説

多くとも次元が 3 の低次元における方法により証明することのでき、少なくとも次元 5 以上の完全に高い次元方法により証明できる多様体基本定理いくつかあるが、次元 4 でのみ、成立しない定理がある。これらの例をいくつか挙げる次元 4 よりも大きな次元で、カービー・ジーベンマン不変量PL構造存在への障害与える。言い換えると、コンパクトな位相多様体PL構造を持つことと、 H4(M,Z/2Z) の中のカービー・ジーベンマン不変量が 0 となることとは同値である。次元 3 やそれ以下次元では、すべての位相多様体は、本質的に一意PL構造を持つ。次元 4 では、カービー・ジーベンマン不変量は 0 であるが PL構造持たない多くの例がある。 4 以外の次元では、コンパクトな位相多様体有限個の異なPL構造滑らかな構造しかもたない4次元では、コンパクトな多様体可算個の無限個の微分同相でない滑らかな構造を持つことができる。 次元 4 は、Rn異種可微分構造を持つことのできる唯一の次元である。R4非可算個の異種可微分構造をもつ。異種 R4英語版)を参照滑らかなポアンカレ予想の解は、4 以外の次元ではすべて知られている(少なくとも次元 7 では正しくない異種球面英語版)を参照)。PL多様体英語版)は 4 を除くすべて次元証明されているが、4次元では正しか否か分かっていない(4次元での滑らかなポアンカレ予想同値である)。 滑らかな h-コボルディズム定理英語版)は、同境(cobordant)(コボルダント)でもなく境界4次元でもない場合には、コボルディズム保存されるコボルディズム境界次元 4 であると、この結果成立しないドナルドソンにより示された)。コボルディズム次元 4 であるとき、h-コボルディズム定理成立するかどうか未解決である。 4次元以外の次元位相多様体は、ハンドル体分解を持つ。次元 4 の多様体ハンドル分解を持つことと、滑らかな多様体であることとは同値である。 すべての単体複体同相でない 4次元位相多様体存在する少なくとも次元 5 では、単体複体同相でない位相多様体存在は、未解決問題である。2013年段階では、シプリアン・マノレスク(Ciprian Manolescu)がArXivプレプリント投稿して次元が 5 に等しいか大き各々次元単体複体同相でない多様体存在する主張している。

※この「4次元でのその他の特別な現象」の解説は、「低次元トポロジー」の解説の一部です。
「4次元でのその他の特別な現象」を含む「低次元トポロジー」の記事については、「低次元トポロジー」の概要を参照ください。

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