อ่าน 4 นาที
รูปทรงโค้ง
ใน เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ รูป แบบความโค้ง อธิบายถึง ความโค้ง ของ การเชื่อมต่อ บน บันเดิลหลัก เทนเซอร์ความโค้งของรีมันน์ ในเรขาคณิต แบบรีมันน์ สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นกรณีพิเศษ
รูปทรงโค้ง
ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์รูปแบบความโค้งอธิบายถึงความโค้งของการเชื่อมต่อบนบันเดิลหลักเทนเซอร์ความโค้งของรีมันน์ในเรขาคณิตแบบรีมันน์สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นกรณีพิเศษ
คำนิยาม
ให้Gเป็นกลุ่ม Lieที่มีพีชคณิต Lie และP → Bเป็นบันเดิลหลักของ Gให้ ω เป็นการเชื่อมต่อ EhresmannบนP (ซึ่งเป็นฟอร์มหนึ่งค่าบนP )
ดังนั้นรูปแบบความโค้งจึงเป็น2-ฟอร์มที่มีค่าบนPซึ่งกำหนดโดย
(ในข้อตกลงอื่น 1/2 ไม่ปรากฏ) ในที่นี้หมายถึงอนุพันธ์ภายนอกซึ่งกำหนดไว้ในบทความ " รูปแบบค่าพีชคณิตลี " และDหมายถึงอนุพันธ์โคแวเรียนต์ภายนอก กล่าว อีกนัยหนึ่งคือ[ 1 ]
โดยที่XและYเป็นเวกเตอร์สัมผัสกับจุด P
นอกจากนี้ยังมีการแสดงออกอีกแบบหนึ่งสำหรับ Ω: ถ้าX , Yเป็นฟิลด์เวกเตอร์แนวนอนบนPแล้ว[ 2 ]
โดยที่hZหมายถึงส่วนประกอบแนวนอนของZทางด้านขวา เราได้ระบุสนามเวกเตอร์แนวตั้งและองค์ประกอบพีชคณิตลีที่สร้างมันขึ้นมา ( สนามเวกเตอร์พื้นฐาน ) และคือส่วนกลับของตัวประกอบการทำให้เป็นมาตรฐานที่ใช้ตามธรรมเนียมในสูตรสำหรับอนุพันธ์ภายนอก
กล่าวได้ว่าการเชื่อมต่อเป็นแบบราบหากความโค้งของมันเป็นศูนย์: Ω = 0 หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง การเชื่อมต่อจะเป็นแบบราบหากกลุ่มโครงสร้างสามารถลดรูปไปเป็นกลุ่มพื้นฐานเดียวกันแต่มีโทโพโลยีแบบไม่ต่อเนื่องได้
รูปแบบความโค้งในมัดเวกเตอร์
ถ้าE → Bเป็นเวกเตอร์บันเดิลแล้ว เราสามารถมอง ω เป็นเมทริกซ์ของ 1-ฟอร์มได้เช่นกัน และสูตรข้างต้นจะกลายเป็นสมการโครงสร้างของ E คาร์ตัน:
โดยที่ ผลคูณลิ่มอยู่ที่ไหนกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้น ถ้าและแทนส่วนประกอบของ ω และ Ω ตามลำดับ (ดังนั้นแต่ละเป็นรูปแบบ 1 ปกติ และแต่ละเป็นรูปแบบ 2 ปกติ) แล้ว
ตัวอย่างเช่น สำหรับกลุ่มสัมผัสของแมนิโฟลด์แบบรีมันน์กลุ่มโครงสร้างคือ O( n ) และ Ω คือ 2-ฟอร์มที่มีค่าในพีชคณิตลีของ O( n ) กล่าวคือเมทริกซ์ปฏิสมมาตรในกรณีนี้ ฟอร์ม Ω เป็นคำอธิบายทางเลือกของเทนเซอร์ความโค้งกล่าวคือ
โดยใช้สัญลักษณ์มาตรฐานสำหรับเทนเซอร์ความโค้งแบบรีมันน์
เอกลักษณ์ของเบียนคี
ถ้าคือ 1-ฟอร์มเวกเตอร์มาตรฐานบนเฟรมบันเดิลแรงบิดของฟอร์มการเชื่อมต่อคือ 2-ฟอร์มเวกเตอร์ที่กำหนดโดยสมการโครงสร้าง
โดยที่D ข้างต้น หมายถึงอนุพันธ์ ร่วมแปรภายนอก
เอกลักษณ์แรกของ Bianchi มีรูปแบบดังนี้
เอกลักษณ์ประการที่สองของบิอังคีมีรูปแบบดังนี้
และใช้ได้กับทุกการเชื่อมต่อในชุดหลักโดย ทั่วไป
เอกลักษณ์ของเบียนคีสามารถเขียนในรูปแบบเทนเซอร์ได้ดังนี้:
เอกลักษณ์เบียนคีแบบย่อถูกนำมาใช้เพื่อหาเทนเซอร์ของไอน์สไตน์ในสมการสนามของไอน์สไตน์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญใน ทฤษฎีสั ม พัทธภาพทั่วไป
หมายเหตุ
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ รูปทรงโค้ง
ใน เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ รูป แบบความโค้ง อธิบายถึง ความโค้ง ของ การเชื่อมต่อ บน บันเดิลหลัก เทนเซอร์ความโค้งของรีมันน์ ในเรขาคณิต แบบรีมันน์ สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นกรณีพิเศษ
คำนิยาม
ให้ G เป็น กลุ่ม Lie ที่มี พีชคณิต Lie และ P → B เป็น บันเดิล หลัก ของ G ให้ ω เป็นการ เชื่อมต่อ Ehresmann บน P (ซึ่งเป็น ฟอร์มหนึ่ง ค่า บน P ) จี {\displaystyle {\mathfrak {g}}} จี {\displaystyle {\mathfrak {g}}}
รูปแบบความโค้งในมัดเวกเตอร์
ถ้า E → B เป็นเวกเตอร์บันเดิลแล้ว เราสามารถมอง ω เป็นเมทริกซ์ของ 1-ฟอร์มได้เช่นกัน และสูตรข้างต้นจะกลายเป็นสมการโครงสร้างของ E คาร์ตัน:
เอกลักษณ์ของเบียนคี
ถ้าคือ 1-ฟอร์มเวกเตอร์มาตรฐานบน เฟรมบันเดิล แรง บิด ของ ฟอร์มการเชื่อมต่อ คือ 2-ฟอร์มเวกเตอร์ที่กำหนดโดยสมการโครงสร้าง θ {\displaystyle \theta } Θ {\displaystyle \Theta } ω {\displaystyle \omega }