крест и радуга [entries|friends|calendar]
Rodion Déev

[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ calendar | livejournal calendar ]

[26 Mar 2021|01:31pm]
[ mood | calm ]

Снилось сегодня, что если взять матрицу из Sp(4, Z), и присоединить к \Q её собственные значения, получится расширение степени четыре, из действия группы единиц умножением на кольце целых которого можно получить решётку в группе Sp(4, R) x Sp(4, R), не распадающуюся в произведение двух решёток в Sp(4, R). Фактор Sp(4, R) x Sp(4, R) по этой решётке называется модулярным многообразием Гринберга, и он изоморфен разрешению особенностей у симметрического квадрата поверхности Инуэ.

Резон здесь на самом деле следующий. Из прошлого поста мы знаем, что неплотные орбиты действия группы классов отображений на локусе Каповича для рода g изоморфны фактору Sp(2, R) x Sp(2g-2, R) по решётке. Для g > 2 из одной теоремы Маргулиса вытекает, что всякая решётка в такой группе имеет вид \Gamma' x \Gamma'', где \Gamma' \subset Sp(2, R), \Gamma'' \subset Sp(2g-2, R). Но теорема Маргулиса не имеет места для случая произведения двух изоморфных групп! или даже групп с изоморфными комплексификациями их алгебр Ли. И действительно, в группе Sp(2, R) x Sp(2, R) имеются решётки, получающиеся из каких-то там квадратичных порядков, факторы по которым называются модулярными поверхностями Гильберта. Такая трихотомия для Sp(4, Z)-орбит в Sp(4, R)/Sp(2, R) x Sp(2, R) -- что они бывают либо всюду плотны, либо дискретны -- и тогда соответствуют либо произведению решёток, либо модулярной поверхности Гильберта -- соответствует трихотомии для орбит SL(2, R)-действия на пространстве модулей абелевых дифференциалов: их проекции в пространство модулей либо всюду плотны, либо накрывают кривую (параметризующую разветвлённые накрытия эллиптических кривых), либо имеют замыканием модулярную поверхность Гильберта.

Соответственно, если мы верим в то, что существует локальное sp(4, R)-действие на пространстве модулей абелевых бидифференциалов (расслоении грассманианов 2-плоскостей в расслоении Ходжа), то в случае g = 4, в принципе, помимо поверхностей, заметаемых кривыми рода четыре на меняющейся абелевой поверхности (кстати, такое вообще может существовать? я только для кривых рода три предъявил претендента), могут возникать какие-то многообразия, соответствующие нераспадающимся решёткам в Sp(4, R) x Sp(4, R).

2 comments|post comment

Упростить рассуждение Каповича [17 Mar 2021|08:46pm]
[ mood | hopeful ]
[ music | Romeo Castellucci -- Le Sacre du Printemps ]

Напомню, что делает Капович. Он берёт в пространстве модулей абелевых дифференциалов (тотальном пространстве расслоения Ходжа над пространством Тейхмюллера) вектора единичной нормы, и отображает их отображением периодов в единичный гиперболоид в когомологиях. Последний как однородное пространство это Sp(2g, R)/Sp(2g-2, R), образ инвариантен относительно Sp(2g, Z)-действия, связные компоненты замыканий орбит сами являются орбитами промежуточных групп U, Sp(2g-2, R) \subset U \subset Sp(2g, R) по теореме Ратнер, а таковые классифицируются, и дальше мы разбираем случай за случаем.

Можно однако заметить, что образ отображения периодов имеет ещё кой-какую инвариантность. Во-первых, всякий абелев дифференциал единичной нормы можно умножать на комплексные числа из U(1), и отображение периодов эквивариантно относительно этого действия. Соответственно, если какая-то точка p \in Sp(2g, R)/Sp(2g-2, R) лежит в образе отображения периодов, она лежит вместе со всем слоем отображения дофакторизации Sp(2g, R)/Sp(2g-2, R) \to Sp(2g, R)/{U(1) x Sp(2g-2, R)}. К сожалению, группа U(1) не порождена унипотентами, поэтому непосредственно к ней теорему Ратнер применить не удаётся.

Однако умножение абелевых дифференциалов на единичные по абсолютной величине комплексные числа -- это только часть большего действия, а именно SL(2, R)-действия (придуманного не знаю кем. То ли Тейхмюллером, то ли Мирзахани). Относительно этого действия отображение периодов также эквивариантно, по построению (оно строится из действия SL(2, R) на \C, в котором лежит фундаментальный многоугольник развёртки). Стало быть, образ отображения периодов инвариантен и относительно SL(2, R) = Sp(2, R)-действия на гиперболоиде, то есть, является полным прообразом какого-то множества в факторе Sp(2g, R)/{Sp(2, R) x Sp(2g-2, R)} (симплектическом грассманиане). Это множество также инвариантно относительно действия Sp(2g, Z) -- и, поскольку Sp(2, R) порождена унипотентами, теорему Ратнер применить к нему можно! Более того, поскольку подгруппа Sp(2, R) x Sp(2g-2, R) \subset Sp(2g, R) максимальна, связная компонента замыкания орбиты есть либо точка (тогда решётка Sp(2g, Z) действует отдельно решёткой в Sp(2g-2, R) и решёткой в Sp(2, R) -- то есть это случай дифференциала, поднимающегося с эллиптической кривой), либо весь симплектический грассманиан (то есть орбита плотна).

Кажется, нет ошибки. Написал Каповичу.

5 comments|post comment

Трюк Мозера и лемма о топологизации для эллиптических абелевых бидифференциалов [04 Mar 2021|02:50pm]
[ mood | anxious ]
[ music | дора -- дорадура ]

Про то, что вырожденная твисторная деформация для точной деформирующей формы на базе задаёт гомотопию гладкого сечения в голоморфное при неизменной комплексной структуре на тотальном пространстве, я уже писал. Давайте смотреть на эту ситуацию ещё чуть по-другому.


Пусть у меня есть семейство голоморфно симплектических структур (X, \sigma_t) на многообразии X, расслоение X \to B, которое лагранжево для всех \sigma_t, и его сечение S, голоморфное для \sigma_0. Я утверждаю, что если выполнено гомологическое тождество [\sigma_t]|_S = 0, то у сечения S существует деформация S_t такая, что S_t голоморфно для \sigma_t.
Поскольку сечение S голоморфно, имеем \sigma|_S = 0. Для бесконечно малого t имеем \sigma_t|_S = d\eta_t, где \eta_t есть какая-то 1-форма. Форма \sigma спаривает кокасательное и нормальное расслоение к S, переводя \eta_t в нормальное векторное поле (которое может быть выбрано вертикальным). Осуществляя бесконечно малое перенесение назад вдоль этого векторного поля S как гладкого подмногообразия, получаем сечение S_t, голоморфное в структуре \sigma_t. ■

Заметим, что о базе речи здесь вообще не идёт, а вертикальное подрасслоение может не иметь замкнутых листов. Это позволяет применить эту конструкцию, скажем, для случая, когда X есть якобиан кривой S, а вместо вертикального слоения к любому лево-инвариантному голоморфному слоению. При этом будут получаться якобианы других кривых рода два. Ту же штуку можно провернуть для любой кривой на абелевой поверхности, а поскольку деформациями, сохраняющими то или иное слоение, можно от любой простой абелевой поверхности добраться до любой другой, отсюда можно вывести аналог леммы о топологизации для пары дифференциалов.

Это рассуждение мне кажется очень опасным, потому что для эллиптических кривых итоговое утверждение очевидно неверно. Меня удовлетворяет тот ответ, что невозможно продеформировать голоморфную симплектическую форму на абелевой поверхности, сохраняя какое-то голоморфное слоение, трансверсальное эллиптической кривой, таким образом, чтобы ограничение формы на эту кривую оставалось точным. Но всё равно тревожно.
2 comments|post comment

Кривые родов два и три на абелевых поверхностях [28 Jan 2021|11:22pm]
[ mood | calm ]
[ music | Апрельский марш -- Котлован ]

Топологически пространство Тейхмюллера есть шар; и верхняя полуплоскость Зигеля тоже стягиваема. В случае рода два, когда они одинаковой размерности, поучительно посмотреть, как один из этих шаров отображается в другой. А именно, действие группы классов отображений MCG(2) на пространстве Тейхмюллера переходит в действие группы Sp(4, Z) на верхнем полупространстве Зигеля. Соответствующее отображение групп MCG(2) \to Sp(4, Z) это действие на когомологиях, оно же факторизация по одному из членов одного из центральных рядов (кажется, второму верхнего). То есть его ядро (и соответственно группа монодромии накрытия из Teich(2) в свой образ в Sieg(2)) есть группа классов отображений, действующих на гомологиях тождественно; иными словами, скручивания Дена вдоль гомологически тривиальных циклов. Если отображение Торелли Teich(2) \to Sieg(2) выпускает точку z, и граница диска с центром в z есть петля, обход вдоль которой действует скручиванием Дена вдоль некоторого цикла, то универсальное семейство кривых рода два над этим диском, проколотым в z, допускает центральный слой, в котором этот цикл будет исчезающим. Но этот цикл гомологически примитивен; в случае кривой рода два это означает, что центральный слой вырождается в две эллиптические кривые, склеенные в одной точке. Соответственно, якобиева поверхность при стремлении к z вырождается в произведение двух эллиптических кривых. Мы это и так хорошо знаем: всякая главно поляризованная абелева поверхность есть либо якобиева поверхность кривой рода два, либо произведение двух эллиптических кривых.

Отсюда легко видеть, что никакого глобального действия Sp(4, R) на пространстве Тейхмюллера, ни на какой его компактификации, даже для рода два определить невозможно. Локальное действие же алгебры Ли sp(4, R) отсюда определить очень просто, хотя оно и будет убегать на бесконечность за конечное время. Казалось бы, никакого способа определить его в произвольной ситуации для пар нету. И всё же в простейшей нетривиальной ситуации я могу определить его ад-хок.

Именно, рассмотрим гладкую кривую C рода три, лежащую на абелевой поверхности A^2. Ядро отображения Jac(C) \to A^2 есть эллиптическая кривая E = E(C, A); Барт заметил, что двойственное отображение Pic^0(C) \to E ограничивается на образ кривой C \subset Pic^0(C) как двойное накрытие. Обратно, всякая кривая рода три, двулистно накрывающая эллиптическую кривую, отображается инъективно в фактор Pic^0/E.

Кривая рода три на абелевой поверхности допускает однопараметрическое семейство деформаций, и локальным параметром для него будет являться j-инвариант эллиптической кривой E. Обратно, если есть двойное накрытие эллиптической кривой, ветвящееся в четырёх точках, вариация этой четвёрки (по модулю сдвигов) результирует в вариации не только накрытия, но и абелевой поверхности, в которую оно вкладывается. Значит, мы можем объявить локальными орбитами sp(4, R)-действия те локусы в послойном грассманиане Gr(2, H^{1,0}Teich(3)), которые получаются из зафиксированной эллиптической кривой на её всевозможных двойных накрытиях, разветвлённых в четырёх точках, ограничением двух форм с фактора Pic^0/E. Зачем -- ума не приложу.

post comment

Динамика на пространстве модулей абелевых бидифференциалов [23 Jan 2021|12:53am]
На тотальном пространстве расслоения Ходжа есть известное SL(2, R)-действие: берём дифференциал, делаем его интегрированием по путям отображение развёртки из кривой в \C, на \C действуем перекосом, и получается отображение развёртки из другого дифференциала на другой кривой. Для каждой фиксированной матрицы оно конечно не голоморфно. Однако оно имеет комплексно-аналитическую природу: именно, подгруппа U(1) \subset SL(2, R) действует сохраняя слои (просто умножая дифференциал на комплексное число), так что в проекции в пространство Тейхмюллера орбита выглядит как SL(2, R)/U(1), сиречь единичный диск, ну и отображение это должно быть голоморфно. Во всяком случае, если абелев дифференциал поднимался с эллиптической кривой, то это отображение это просто отображение из пространства Тейхмюллера эллиптических кривых, когда мы комбинаторное данное ветвления оставляем как оно есть, а кривую меняем. (Кстати, какая касательная прямая к этому диску? Получается же нелинейное отображение H^{1,0}(S) \to H^1(T_S), ну или между их проективизациями скорее).

Это соображение было основанием для моей 'леммы о топологизации': если класс когомологий \alpha, удовлетворяющий условию Ходжа-Римана и порождающий вместе со своим сопряжённым рациональное подпространство U(\alpha) = span(\alpha \cup \bar{\alpha}), представим абелевым дифференциалом, то и всякий другой класс \alpha', порождающий то же подпространство U(\alpha') = U(\alpha) и удовлетворяющий условию Ходжа-Римана, представим абелевым дифференциалом (то есть представимость ходж-римановых эллиптических классов есть инвариант порождаемого ими рациональных подпространств). Аналогичную лемму тщился я доказать и для пар абелевых дифференциалов. И тогда я задумался: а может быть есть и аналог SL(2, R)-действия для пар?

Ну и если бы оно было, можно было бы рассмотреть тавтологический случай. Для эллиптический кривых SL(2, R)-действие это просто действие SL(2, R) на Teich(1) = SL(2, R)/U(1). Значит для кривых рода два его аналогом должно быть действие Sp(4, R) на их пространстве Тейхмюллера. Но его нет! Оно конечно есть на Sp(4, R)/U(2), верхнем полупространстве Зигеля; но не всякая главно поляризованная абелева поверхность является якобианом гладкой кривой: она может быть произведением двух эллиптических кривых (если конечно не считать формально такое произведение якобианом негладкой кривой рода два, состоящей из двух этих эллиптических кривых, склеенных по точке). То есть, может быть, если произвести с пространством Тейхмюллера какую-то частичную компактификацию, то Sp(4, R)-действие на пространстве модулей абелевых бидифференциалов (послойном грассманиане 2-плоскостей в расслоении Ходжа) можно будет завести.

Но даже если не заводить! даже если просто для кривых рода два: можно взять её матрицу периодов, умножить на общую матрицу из Sp(4, R), и получится матрица периодов какой-то другой кривой. Или, чтобы не говорить об общности, можно инфинитезимально всё то же самое сделать. Будет отображение из алгебры Ли sp(4, R) в H^1(T). Или можно сделать из якобиана кривой рода два куммерову поверхность, будет отображение из sp(4, R) в деформации K3-поверхностей.

В принципе у Макмуллена довольно подробный трактат именно про кривые рода два, там это всё наверняка должно содержаться.
7 comments|post comment

Похоже, доказал [23 Dec 2020|05:21pm]
[ mood | cold ]

Транзитивность-то.

В самом деле, теорема Эйхлера утверждает, помимо всего прочего, что если на Z^4 есть две неделимые симплектические формы с одинаковым детерминантом, то они переводятся друг в дружку матрицей из SL(4, Z). В частности, любая неделимая симплектическая решётка ранга четыре с детерминантом d изоморфна dQ + Q, где Q = Z^2 со стандартной формой dx \wedge dy. Стало быть, если U \subset Z^{2g} полная симплектическая подрешётка ранга четыре с определителем d, то она может быть отождествлена с dQ + Q. Пусть W это образ dQ при таком отождествлении, а E -- образ Q. Мы знаем, что любые две подрешётки ранга два с данными определителями могут быть отождествлены симплектической матрицей; стало быть, можно считать, что E порождена первыми двумя векторами в стандартном базисе. Но тогда перпендикулярная ей подрешётка W лежит в стандартном Z^{2g-2}, порождённом всеми остальными векторами, и имеет определитель d. Причём мы знаем, что она высекается некоторым вещественным подпространстом, потому что изначальная решётка высекалась; стало быть, подрешётка W \subset Z^{2g-2} полная. Стабилизатор векторов из E действует как Sp(2g-2, Z), так что любые две такие подрешётки W, полные и с определителем d, переводятся друг в друга симплектической матрицей.

Вроде нигде не проврался. Наверняка оно для подрешёток ранга шесть ломается по внутренним причинам -- мол в этом случае уже существуют неизоморфные абстрактно решётки с одинаковыми определителями.

Ну и стало быть теперь стоят два вопроса. Во-первых, деформация отображения кривой в абелеву поверхность вслед за абелевой поверхностью, во-вторых, для рода g выписать всевозможные определители, получающиеся отображением в абелеву поверхность из какой-то кривой рода g.

4 comments|post comment

Теорема Гаупта-Каповича для эллиптических классов [15 Dec 2020|11:47pm]
[ mood | lethargic ]

На сфере с ручками у эллиптического класса когомологий -- то есть такого, что интегралы его по всевозможным контурам составляют решётку ранга два в \C -- имеется индекс. Капович определяет его как отношение эрмитовой длины этого класса к кообъёму решётки его периодов. Это выражение инвариантно при умножении на число, то есть зависит только от натянутой на него комплексной прямой. В терминах соответствующего вещественного подпространства с комплексной структурой эллиптичность означает, что это подпространство порождено векторами решётки. А у двумерной подрешётки в Z^{2g} со стандратной симплектической формой тоже есть свой инвариант: это определитель, то есть наибольшее целое число, которому кратно значение \omega(x, y) на любой паре векторов x, y из этой подрешётки. Написав их вещественные и мнимые части, легко видеть, что определитель симплектической подрешётки равен индексу прямой, которая её порождает. Группа Sp(2g, Z) действует транзитивно на подрешётках ранга два с данным определителем; более того, если реализуется абелевым дифференциалом какая-то ходжева прямая в комплексификации данной подрешётки ранга два, то реализуются и все остальные: реализуемость даёт отображение в эллиптическую кривую, то есть ветвящееся накрытие, а потом выбирая другую комплексную структуру на кривой и сохраняя точки ветвления, мы получим все остальные прямые. Таким образом, определитель подрешётки, сиречь индекс класса когомологий, есть единственный инвариант реализуемости. Тем самым, задача о реализуемости эллиптического класса индекса d на кривой рода g сводится к топологической задаче о существовании d-листного разветвлённого накрытия над двумерным тором, род накрывающего пространства которого равняется g. Ну а это уже не бог весть что такое; так, для d = 2 реализуется что угодно (нужно взять 2g-2 точки ветвления), а дальше как-нибудь попортить это накрытие, пользуясь тем, что тор накрывает себяже сколько угодно раз.

Стало быть, чтобы решить задачу Каповича для эллиптической пары, нужно для начала установить алгебраические инварианты симплектических подрешёток ранга четыре в стандартном симплектическом Z^{2g}. Это всё должно быть в литературе XIX века, но где её искать.

3 comments|post comment

Кривые, лежащие на абелевых поверхностях [13 Dec 2020|12:40pm]
[ mood | pessimistic ]

Придумал такое упражнение по линейной алгебре. Пусть у меня имеется вещественное векторное пространство V с симплектической формой \omega, и пусть L \subset V \o C -- некоторое подпространство (например вполне мнимое, но наверное это не очень важно). Тогда двойственный омеге бивектор в \Lambda^2(V) лежит в L \o \bar{L} \subset \Lambda^2(V \o C) тогда и только тогда, когда L лагранжево. В самом деле, (2,0)-часть \omega в комплексной структуре, заданной L (в предположении, что оно вполне мнимое), в точности соответствует значениям \omega на парах векторов из L (и, по симметрии, (0,2)-часть тоже).

Но отсюда например следует, что если V = V_Z \o R, а форма \omega целочисленная, то лагранжевость подпространства влечёт наличие целочисленного вектора в L \o \bar{L}. Очень тупо, но для меня это почему-то внове.

Это получилось естественно из размышлений об общности в задачи Каповича. Если у меня появилась пара дифференциалов \tau, приходящая с абелевой поверхности -- то есть такая, что линейная оболочка <\tau \cup \bar{\tau}> порождена своими целочисленными векторами -- то я могу начать воротить \tau в пределах этой оболочки (сохраняя, конечно, лагранжевость и ходжевость), и что могло бы воспрепятствовать тому, что соответствующая абелева поверхность не превратилась бы в комплексный тор, в коий никакой кривой отобразить невозможно? а вот выясняется, что лагранжевость и препятствует. Причём, кажется, при этом деформироваться будет и кривая -- по крайней мере, если не вывернуть \tau таким образом, чтобы у поверхности подскочил ранг Пикара (отсюда бы следовало, что представимость абелевыми дифференциалами для эллиптического случая -- это инвариант не подпространства \tau, а порождённого им вещественного подпространства). Говоря формально, если имеется семейство абелевых поверхностей над диском, и S -- кривая рода хотя бы два, лежащая в центральном слое, то при деформации в тотальном пространстве она сможет его покинуть. Для K3-поверхностей это конечно уже неверно.

Чтобы доказать это, давайте посмотрим на многообразие инцидентности TS(g) \subset Teich(g) x Sieg_2 -- пар из кривой рода g и абелевой поверхности, в которую её можно вложить с не хуже чем нормальными особенностями. Назовём его локусом Тейхмюллера-Зигеля, чтобы у Вениамина бомбануло. Нам надобно доказать, что проекция TS(g) \to Sieg_2 имеет открытый образ. Но для этого достаточно, чтобы на всякой абелевой поверхности с числом Пикара 1 имелась кривая рода g. Для якобиана это довольно понятно: если g = 2n, возьмём n сдвигов кривой рода два как единое целое, и сгладим его; если g = 2n-1, то сгладим все особенности, кроме одной (как в житии Петра и Февронии). Для этого аргумента кажется даже не нужен принцип Богомолова (согласно которому все особенности сглаживаются независимо друг от друга): можно искусственно сгладить всё, а потом одну особенность не мытьём, так катаньем заломить обратно.

Вообще вредоносность Медведева сильно недооценена: помимо петра-и-февроньи, например, заметил на днях, что скорее всего идея провести вместо Сталина в голосовании '100 великих русских' первым Александра Невского исходила от него (хотя где-то рядом болтались чуть более приличные Гагарин и Пушкин). Наверняка сидел в жеже со своего айфончика где-нить в блоге Кирилла Фролова и читал все хохлосрачи. Без него может и 2014 года бы не было, как знать. С другой стороны, в России чего не было, то обязательно будет. Увы.

1 comment|post comment

[28 Nov 2020|06:59pm]
Сашенька В. любезно объяснила мне, как описывать поверхности Фано, параметризующие прямые на особых кубических трифолдах. Надо, как всегда, проецироваться из особой точки, скажем p. Если прямая l \subset X, где X -- наш трифолд, не проходит через p, плоскость, порождённая p и l, высекает на трифолде плоскую кубику, содержащую прямую l и имеющую особенность в точке p \not\in l. Такая кубика обязана распадаться в три прямые; соответственно, прямой l можно поставить в соответствие пару прямых, проходящих через p и лежащих на X. Если на X не лежит никакая плоскость, проходящая через точку p, то прямые, лежащие на X и проходящие через p, составляют в проективизации касательного пространства в точке p кривую, являющуюся пересечением квадрики и кубики (примерно как две прямые на квадрике в CP^3, проходящие через данную точку, составляют пересечение квадрики с линейным подпространством, получающимся дифференцированием задающих эту квадрику уравнений -- попросту говоря касательной плоскости). Пересечение квадрики и кубике имеет род четыре; таким образом, имеется отображение из (строго говоря, лишь компоненты) поверхности Фано в симметрический квадрат кривой рода четыре. Обратно, если есть пара точек на кривой рода четыре, сиречь пара прямых через точку p, лежащих на X, то на них можно натянуть плоскость, и она высечет помимо этих двух прямых ещё третью. Это и задаст биекцию (во всяком случае рациональную) компоненты поверхности Фано и симметрического квадрата кривой рода четыре. Могло бы показаться, что прямые, проходящие через точку p, к этой компоненте не относятся; это конечно неправда: каноническая ривая рода четыре имеет однопараметрическое семейство трисекущих, которое определяет нетривиальное вложение кривой рода четыре в свой симметрический квадрат.

Нам, однако, хотелось бы получить рациональную компоненту. Этого можно было бы добиться просто найдя кубику, содержащую плоскость. Мы однако верим, что общие две прямые из нашего семейства не пересекаются, так что это нам не подходит. Значит, наверное, следует выродить кривую рода четыре в скрученную кубику. Можно совершать поиск в обратном направлении: стартуем со скрученной кубики в CP^3, возведём над нею конус в CP^4, с вершиной p вне этого CP^3, и будем подбирать кубический трифолд, на котором этот (двумерный) конус бы лежал -- таким образом, чтобы этот трифолд сам не был бы конусом с вершиной в p. Если бы можно было продеформировать в такое образование обычный особый кубический трифолд, компонента, содержащая прямые через p, при этом отпадала бы -- у кривой Веронезе-то никаких трисекущих нет! Но вообще надежда есть: даже в википедии написано, как представить толстую в схемном смысле скрученную кубику как пересечение квадрики и кубики.

Вообще пиздец какой-то, вырождение особенностей у трифолдов, блин. Скоро буду писать посты со словами 'пусть \g редуктивная алгебра Ли'.
2 comments|post comment

[22 Sep 2020|10:00pm]
[ mood | horny ]
[ music | Kaizers Orchestra Live @ Vega Copenhagen 2006 ]

Пересматривал недавно вот это место из Галантных Индий, под воздействием замечания [info]oort, мол у Рамо вся музыка как имперский марш.

https://www.youtube.com/watch?v=TfQJZ76WR0U

И ведь буквально же так и есть, учитывая происхождение этой сцены; видимо, весь (внешний) французский империализм так и выглядит. Тебе спасительнее брони, ага.

Пусть C -- общая кривая рода g > 1 (без автоморфизмов например, ну или рода два пойдёт наверное), лежащая на общей (не изотривиальной например) K3-поверхности X. Тогда её линейная система имеет размерность g. Что мы описали в одном из прошлых постов -- это дифференциал H^0(K_C) \to H^1(T_C) вложения базы этой системы в пространство Тейхмюллера. У него, наверное, можно написать все члены ряда Тейлора -- получится набор классов из разных H^1(T^p). Но это думать надо.

А можно заметить, что раз у кривой нету автоморфизмов, то и у соседних с нею кривых их нету, а потому для каждого слоя универсального семейства, достаточно близкого к нашему, отображение в K3-поверхность может быть определено однозначно (если бы мы отображались в абелеву поверхность, появлялись бы сдвиги, а если бы род был равен 1, кривую можно было бы двигать по себе). Стало быть, получается голоморфное отображение универсальной кривой в K3-поверхность. Его слои имеют размерность g-1, и касательные пространства к ним могут быть описаны следующим образом. Пусть x \in C какая-то точка. Тогда касательное пространство к слою отображения универсальной кривой, то есть ядро проекции T_{x, C}(U) \to T_x(X), при помощи проекции на базу деформации (то есть отображением в H^0(K_C)) отображается в пространство 1-форм, зануляющихся в точке x. Видимо, мне на роду написано везде видеть двойные расслоения, как у пространства узлов в трёхмерном многообразии.

Ещё с утра подумал, что вещественная структура на кривой это отображение H^{1,0} \to H^{0,1}, то есть тоже касательный вектор к пространству модулей абелевых многообразий. Интересно, можно ли что-то вытащить из этого соображения.

2 comments|post comment

Голоморфная внешняя кривизна кривых на K3-поверхностях [15 Sep 2020|04:19pm]
[ mood | anxious ]

Деформации кривой, сохраняющие периоды двух дифференциалов -- это обобщение деформации кривой на абелевой поверхности, все локальные формулы там такие же. А что управляет деформациями кривой на K3-поверхности? Пусть X K3-поверхность, и C \subset X кривая. Имеем точную тройку 0 \to T_C \to E = T_X|_C \to K_C, где вторая стрелка задаётся голоморфной симплектической формой, и соответственно точную последовательность когомологий H^0(E) \to H^0(K_C) \to H^1(T_C) \to H^1(E) \to H^1(K_C) \to 0. Связывающий гомоморфизм берёт 1-форму, и сопоставляет ей деформацию в направлении соответствующего сечения нормального расслоения. Если в этом направлении голоморфный аналог теоремы Вайнштейна имеет место в первом порядке, эта деформация тривиальна, и кривая смещается без деформации. В противном случае никакое голоморфное нормальное поле не продолжается до голоморфного векторного поля, определённого вдоль кривой, и H^0(E) = 0. Заметим, что задать расширение T \to E \to K это в ту же цену, что задать расширение T \o K^{-1} \to E \o K^{-1} \to O, иными словами класс в H^1(T^2), или же функционал на пространстве кубических дифференциалов H^0(K^3). Где вообще в природе встречаются кубические дифференциалы? Кроме специальных кэлеровых структур в смысле Фрида, кажется, нигде. Этот кубический кодифференциал \Xi, понятно, задаёт связующий гомоморфизм как \alpha \mapsto \Xi(\alpha \o ?). Наверное это все знают, но мне всё равно занимательно, типа, кривая на K3-поверхности задаёт не только линейную систему (локус в пространстве модулей), но и сечение некоторого расслоения ранга 5g-5 над ним.

В случае кривых рода два получается, кстати, что H^0(K^3) не может порождаться симметрическим кубом H^0(K), ибо имеет размерность пять, а симметрический куб -- четыре. Но отсюда следует, что если отображение Sym^3 H^0(K) \to H^0(K^3) инъективно, то его образ гиперплоскость, а это задаёт, с точностью до пропорциональности, функционал, то есть расширение T \to E \to K. Или же его можно трактовать как линейное расслоение на пространстве модулей кривых рода два; чему оно соответствует? вдруг нулевые уровни его сечений это в точности дивизоры кривых рода два, лежащих на данной фиксированной K3? вопросов больше, чем ответов.

post comment

Сечения кое-каких пространств флагов [10 Sep 2020|02:09am]
[ mood | sick ]

Пусть V -- векторное пространство размерности g > 2, и v \in V -- ненулевой вектор. Рассмотрим в пространстве Hom(V/v, V^*) конус матриц, имеющих за исключением v в ядре ровно один вектор. Скажем, если g = 3, такая матрица (с точностью до пропорциональности) определяется своим ядром (одномерным) и образом (также одномерным). Тем самым, параметризующее их многообразие есть многообразие Сегре P^1 \x P^2 = P(V/v) \x P(V^*) \subset P(Hom(V/v, V^*)) = P^5. Оно имеет коразмерность два, и общее его сечение плоскостью P^2 \subset P^5 состоит из нескольких точек.

Есть однако и необщие. Именно, если V = H^{1,0} у какой-то общей (в частности не гиперэллиптической) кривой рода три, 1-форма (которую я тут обозначаю v) допускает трёхмерное семейство сохраняющих её деформаций. Их классы Кодаиры-Спенсера дают трёхмерное подпространство в Hom(V/v, V^*). Наше многообразие Сегре пересекает его по тем деформациям, которые сохраняют периоды ещё какой-то 1-формы, отличной от v. Для рода три мы знаем, что это сечение будет коникой (то есть иметь размерность на 1 больше, чем предсказано). Для общего случая мы знаем только, что это будет многообразие в P^{2g-4}, на котором лежит семейство P^{g-3}, параметризованное P^{g-2}. В частности, оно является гиперповерхностью.

Нельзя ли как-то заключить отсюда, что оно действительно будет квадрикой?

2 comments|post comment

Изопериодические деформации гиперэллиптических кривых [09 Sep 2020|05:57am]
[ mood | tired ]
[ music | Рада и Терновник -- Холодные времена ]

Добрый анон дал ответ под предыдущим постом, благодаря которому удалось не только разрешить противоречие в математике, но сбить одним выстрелом с орбиты сразу два чайника Ресселя. Запишу отдельно, потому что действительно очень красиво.

Пусть \iota -- гиперэллиптическая инволюция. Как мы уже обсудили, она действует на H^0(K) минус-единицей, а как она действует на H^1(T)? Довольно легко видеть (например явно написав векторные поля на склейках), что классы, на которых \iota действует тождественно, это вектора, касающиеся гиперэллиптического локуса. Но у инволюции есть два собственных подпространства, другое для собственного числа -1. Допустим, что \iota^*v = -v. Тогда: v(\alpha \o \beta) = -(\iota^*v)(\alpha \o \beta) = -v(\iota^*\alpha \o \iota^*\beta) = -v(-\alpha \o -\beta) = -v(\alpha \o \beta). Стало быть, такой класс аннулирует всякий разложимый квадратичный дифференциал. В частности, на гиперэллиптической кривой образ отображения умножения H^0(K)^2 \to H^0(K^2) (точнее его линейная оболочка) это не всё пространство квадратичных дифференциалов (что я некритично ранее полагал верным всегда), а лишь его небольшая часть. Поскольку деформация v сохраняет периоды формы \alpha тогда и только тогда, когда выражение v(\alpha \o ...) тождественно равняется нулю, это значит, что такие деформации сохраняют периоды всякой голоморфной формы. Из предыдущего поста следует, что достаточно потребовать сохранения периодов двух форм -- отсюда следует сохранение периодов всех остальных. По-моему прикольно.

Это, конечно, не вступает в противоречие ни с теоремой Торелли, ни с тем, что малые изопериодические листы (локусы в пространстве Тейхмюллера, комплексные структуры в которых сохраняют периоды какой-то пары форм) для пар форм без общих нулей гладки. Такая деформация существует только в первом порядке; соответствующие малые изопериодические листы имеют максимальное касание (их касательные пространства совпадают) -- но в дальнейшем расходятся. Мне в университете выдали планшет, я бы теперь смог на докладе по телевизору красивую картинку нарисовать. Но тут на доклад маловато наблюдений.

Что это нарушает, так это моё некорректное представление о поведении деформаций, изопериодичных для трёх форм разом. Напомню, что если имеются три формы \alpha, \beta, \gamma, то деформация может сохранять их периоды, если только соответствующий ей функционал из H^0(K^2)^* тождественно зануляется на линейной оболочке объединения L_\alpha \cup L_\beta \cup L_\gamma, где L_\omega \subset H^0(K^2) есть g-мерное подпространство, определяющееся как множество мономов \omega \o ?. Для общей тройки форм эта линейная оболочка -- это всё (3g-3)-мерное пространство H^0(K^2) (и тогда деформация, сохраняющая периоды наших трёх форм, постоянна), однако это правило не является всеобщим. Я по наивности полагал, что для того, чтобы получилось всё, достаточно потребовать, чтобы попарные пересечения L_\alpha \cap L_\beta, L_\beta \cap L_\gamma и L_\gamma \cap L_\alpha были одномерными (меньше они быть не могут из-за существования мономов \alpha \o \beta, \beta \o \gamma и \gamma \o \alpha), и соответствующие прямые не лежали в одной плоскости (что в силу специфики ситуации равносильно тому, чтобы эти прямые просто были попарно разные). Это конечно неверно: для гиперэллиптической кривой, как мы видим, попарные пересечения одномерны, и вместе с тем подпространства L_\omega заключены, как в тюрьме, в собственном подпространстве \iota в H^0(K^2) с собственным числом +1 (соответственно, аннуляторе собственного подпространства \iota в H^1(T) с собственным числом -1).

Я кстати из-за подобной ошибки очень плохо написал олимпиаду Эйлера в восьмом классе: в одной из самых простых задач я стал писать какое-то соотношение на НОДы трёх чисел, из соображений 'нарисуем три круга Эйлера и рассуём простые по тому, какие числа из этих трёх они делят', но из-за того, что у простого есть ещё и кратность вхождения, моя формула оказывалась неверной. Нарратив закольцевался; хорошо.

5 comments|post comment

Противоречие в математике [06 Sep 2020|05:46pm]
[ mood | bored ]
[ music | Jordi Savall: Lachrimae Caravaggio (Hespèrion XXI) ]

Раббан [info]v_r, сын рабби К. Р., когда нашёл противоречие в математике и пришёл с ним к своему учителю рабби [info]tiphareth, получил от него: «О, очень хорошо, значит мы на верном пути! Всякий раз, когда доказываешь стоящую теорему, находишь как минимум одно противоречие в математике». Однако я бы не советовал юношам слишком восторженно пересказывать это поучение, не побывав сперва в такой ситуации самим: в тот момент, когда ты сам находишь противоречие в математике, силы твои иссякают, и отчаяние заставляет тебя подозревать, что ты не докажешь ничего и никогда по слабости умственных сил. Потом, быть может, когда противоречие удастся разрешить, это отчаяние минет; но увидеть, как именно, из глубины падения не представляется возможным.

Давайте опять S кривая рода g, a \alpha \in \Omega(S) голоморфная 1-форма с нулями z_0, ... z_{2g-3}. Отображение пучков \alpha : T \to O имеет коядро O_Z, сумму пучков-небоскрёбов в нулях \alpha, и длинная точная последовательность когомологий читается

H^0(O) \to H^0(O_Z) \to H^1(T) \to H^1(O).

Образ связующего гомоморфизма H^0(O_Z) \to H^1(T) есть касательное пространство к изопериодическим деформациям для \alpha (то есть таким, что класс [\alpha] \in H^1(S,\C) продолжает лежать в соответствующем H^{1,0}-подпространстве). Это особенно легко увидеть, когда форма \alpha подымается с эллиптической кривой: тогда отображение в эту кривую есть ветвящееся накрытие, и нули \alpha суть дивизор ветвления. Деформация ветвящегося накрытия задаётся вариацией точек ветвления, то есть набором касательных векторов в них; подставляя эти вектора в голоморфный дифференциал эллиптической кривой, получаем по числу в каждой точке ветвления, то есть сечение O_Z. Деформация тривиальна, если все вектора в точках ветвления были сонаправленны, то есть деформация задавалась сдвигом эллиптической кривой; таким образом, тривиальные деформации задаются как раз константными сечениями O_Z.

Рассмотрим теперь пару голоморфных 1-форм \alpha и \beta без общих нулей. Коядро отображения пучков \alpha \oplus \beta : T \to O + O в таком случае есть линейное расслоение, изоморфное каноническому, и длинная точная последовательность пучков читается

H^0(O+O) \to H^0(K) \to H^1(T) \to H^1(O+O) \to H^1(K).

Как и в предыдущем случае, образ связующего гомоморфизма состоит из деформаций, сохраняющих периоды классов обеих форм. В частности, он лежит в образе связующего гомоморфизма для одной формы, то есть мы можем задаться вопросом: а как описать отображение

H^0(K)/H^0(O+O) \to H^0(O_Z)/H^0(O)?

Ответ напрашивается:

\gamma \mapsto s_\gamma = (\gamma(z_i)/\beta_{z_i})_{i=0}^{2g-3}.

Ядро этого отобажения это, натурально, только \alpha, а после факторизации по константам к ядру добавится ещё и \beta. Образ его есть g-2-мерное подпространство в 2g-3-мерном, для разного выбора \beta при фиксированном \alpha будут получаться разные подпространства...

Впрочем, пусть теперь кривая S допускает инволюцию \iota. Пусть вдобавок эта инволюция гиперэллиптична, то есть действует на всех 1-формах на кривой умножением на -1. В таком случае дивизор нулей \alpha сохраняется инволюцией; упорядочим z_i-тые так, что \iota(z_{2i}) = z_{2i+1}. Что в таком случае можно сказать про образ отображения H^0(K)/H^0(O+O) \to H^0(O_Z)/H^0(O)? Имеем:

s_\gamma(z_{2i+1}) = \gamma(z_{2i+1})/\beta(z_{2i+1}) = \gamma(\iota(z_{2i}))/\beta(\iota(z_{2i})) = (\iota^*\gamma)(z_{2i})/(\iota^*\beta)(z_{2i}) = -\gamma(z_{2i})/-\beta(z_{2i}) = \gamma(z_{2i})/\beta(z_{2i}) = s_\gamma(z_{2i}).

Таким образом, изопериодическая деформация для \alpha изопериодична также и для \beta, если она задаётся вектором из H^0(O_Z), инвариантным относительно гиперэллиптической инволюции (то есть вида (aa bb cc ...)).

Однако заметим, что таких векторов в точности g-2 (после того, как мы поделимся по константному вектору), а это и есть предсказанная размерность пространства деформаций кривой с парой классов, и в данном случае она равна подлинной размерности пространства деформаций, поскольку пространства изопериодических деформаций для двух форм \alpha и \beta могут пересекаться нетрансверсально, если только \alpha и \beta имеют общие нули. Стало быть, все вектора вида (aa bb cc ...) задают деформацию, сохраняющую периоды \beta, что абсурдно, поскольку это условие никак не зависит от \beta!

Чтобы разрешить эту загвоздку, я попытался написать явно связующий гомоморфизм H^0(O_Z) \to H^1(T). Но это очень сложная нелинейная операция: то есть мы хотим набору данных 'кривая, точка на ней, и голоморфная 1-форма с нулём в этой точке' выдать функционал на квадратичных дифференциалах на этой кривой. Ни по Чеху, ни по Дольбо я вычислить ничего не смог. Впрочем, это должно быть хорошо известно; я задал вопрос на mathoverflow и лёг спать в предвкушении того, как с утра за завтраком наслажусь ответом. Ко мне ночью даже кот пришёл и тоже спал со мной. И что же? молчание было ему ответом. А чему удивляться, люди убивать фашизмом заняты (а кто не заняты, перестали вовсе заглядывать в эту помойку).

Напишу раббану Кричеверу что ли, лол.

10 comments|post comment

Всё неверно [02 Aug 2020|02:39pm]
[ mood | thirsty ]
[ music | соседка что-то лабает ]

Снилось, что мы с И. Д. долго не могли поймать нужный нам поезд, потому что теперь все поезда в Москве идут через платформу Тестовскую (на месте которой построили крытый вокзал с примерно 600 платформами), и прибывают и убывают оттуда совершенно хаотично. То есть буквально, только с одного пути поезд едет в область, а через пять секунд другой поезд с того же пути едет уже в центр. Ехали мы куда-то спасать деревья, что бы это ни значило, потому что состояли в тайном обществе по спасению деревьев; в финале сна фоном шла песенка под гитару про спасение деревьев, с таким заключительным куплетом:

там внизу, за тридцать километров
в двух местах тропу рекой размыло
для деревьев в принципе неплохо
да и в целом как-то непонятно


В том же сне таджикам угрожала некая опасность (может быть, Таджикистан был покорён к Китаю, и их тоже рассажали по концлагерям; но скорее нечто связанное с изменением климата и наводнениями). Обстоятельства сложились так, что для того, чтобы спасти таджиков, моей бабушке нужно было уйти в монастырь (эти сведения были получены каким-то откровением, но смотрелись очень убедительно, хотя и совершенно нелогично). Она уже довольно немолода, а в монастырях часто бывают вспышки коронавируса, поэтому было очень страшно, и я боялся, что бабушка останется в монастыре навсегда, и я больше не смогу её увидеть. Но было понятно, то, что должно быть сделано, должно быть сделано (хотя в один момент я так отчаялся, что чуть было не возроптал на Бога, который это устроил).

Давайте вместо кривых на абелевой поверхности смотреть разветвлённые двойные накрытия кривых рода два. Это тоже даёт нам пару дифференциалов, но ситуация тут куда хуже. Пусть точек ветвления 2n, тогда нули поднятого дифференциала -- это четыре нуля, прообразы нулей дифференциала на кривой рода два, и ещё плюс 2n нулей в дивизоре ветвления. Итого 2n+4 = 2g-2 нуля, то есть g = n+3. Во-первых, это даёт нам пару дифференциалов с отвратительно большим количеством общих нулей (все, кроме четырёх) на кривой, не являющейся гиперэллиптической. Во-вторых, любая вариация локуса ветвления (а их 2n-мерное пространство) даёт вариацию накрытия, являющующся изопериодической для подъёма обоих дифференциалов. Стало быть, эта пара классов не допускает изопериодической деформации в пару без кратных нулей: если бы таковая была, этот лист имел бы размерность g-3 = n+1. А неравенство 2n \leq n+1 имеет место только для очень небольшого диапазона значений n.

post comment

Голоморфная конформная структура на изопериодическом листе кривых рода три [10 Jul 2020|01:18pm]
[ music | Schnittke: Sonata No. 2 (Quasi una Sonata) ]

Зафиксируем кривую рода три с абелевым дифференциалом (S, \alpha) с простыми нулями z_0, z_1, z_2, z_3. Мы знаем, что изопериодические деформации этой пары определяются набором чисел в этих нулях с точностью до прибавления константы (будем для краткости называть такие наборы 'векторами'). При этом из них сохраняют периоды формы \beta те и только те векторы, которые имеют вид \{ \gamma(z_i)/\beta(z_i) \}_{i=0}^3, где \gamma -- какая-то третья голоморфная 1-форма на кривой, линейно независимая с нашими двумя. На кривой рода три такой вектор для фиксированной \beta единствен с точностью для пропорциональности и прибавления константы. Возникает вопрос: а какие векторы могут быть таким образом представлены для хоть какой-нибудь \beta?

Заметим, что прибавление к \beta, \gamma формы \alpha никак не меняет вектора. С другой стороны, из данного базиса \beta, \gamma все другие базисы порождённого ими пространства могут быть получены двумя преобразованиями: \beta' = \beta, \gamma' = a\beta + b\gamma, \beta' = \gamma, \gamma' = \beta. Первое соответствует умножению вектора на скаляр или прибавлению к нему константы; второе -- инволюции {a, b, c, d} |--> {1/a, 1/b, 1/c, 1/d}. Стартуя с данного вектора, какие векторы мы можем получить? Очевидно, они заметают какое-то подмножество в P^2 (проективизации фактора нашего четырёхмерного пространства по вектору {1, 1, 1, 1}). Саша Бердников заметил мне, что все три этих преобразования сохраняют двойное отношение четвёрки чисел {a, b, c, d}. Отсюда нетрудно вывести, что эти заметаемые подмножества будут либо прямыми или точками (последний случай, например, соответствует вырожденному случаю гиперэллиптической кривой, когда a = b, c = d), либо невырожденными квадриками. Следовательно, изопериодический лист для кривой рода три снабжён невырожденным полем квадратичных конусов, то есть голоморфной конформной структурой, и при этом малые изопериодические кривые, лежащие на нём, светоподобны относительно этой структуры.

Это подтверждает моё предположение, высказанное в одном из прошлых постов (в формате превращения теоремы в определение). Было бы интересно понять, можно ли эту конформную структуру реализовать какой-то голоморфной квадратичной формой, например как конус элементов Маурера-Картана для задачи деформирования кривой с парой дифференциалов.

post comment

Квантовая теорема Бертини [30 Jun 2020|08:49pm]
[ mood | hungry ]

В тот четверг [info]kaledin сделал мне внушение, мол я слишком нахально пользуюсь болезненным процветанием комплексного анализа, не исчерпав бесхитростных пуританских граблей и веялок абстрактной алгебры. Думать через пучки занятие вправду довольно лёгкое, подобное сельскому труду; но в то же время (и это роднит абстрактную алгебру с алгебраической топологией) такими важными и привычными мелочами городской жизни, как гладкость, приходится пожертвовать.

Пусть у нас опять C алгебраическая кривая, \alpha, \beta две голоморфные 1-формы на ней, и они задают отображение пучков T \to O + O с коядром E. Композиция стрелок T \to O + O \to K, где последняя стрелка задана как (\beta, -\alpha), равняется нулю, что устанавливает отображение E \to K, являющееся изоморфизмом в случае, когда формы \alpha и \beta не имеют общих нулей. Последовательность когомологий запишется как H^0(O+O) \to H^0(K) \to H^1(T) \to H^1(O+O) \to H^1(K); как мы обсуждали ниже, образ H^0(K)/H^0(O+O) = H^0(K)/<\alpha, \beta> будет касательным пространством к листу малого изопериодического слоения. В случае, когда C лежит на абелевой поверхности, а \alpha и \beta два голоморфных дифференциала на ней, этот связывающий гомоморфизм будет устроен следующим образом: рассмотрим голоморфную 1-форму как сечение голоморфного нормального расслоения при помощи формулы присоединения; тогда линейные комбинации форм \alpha и \beta будут ограничениями на кривую сдвигов на торе, и соответственно не будут менять комплексной структуры на кривой, а все остальные 1-формы будут задавать какую-то нетривиальную деформацию кривой.

Если же дивизор Y общих нулей форм \alpha и \beta непуст, то пучок E не является обратимым. На кривой, однако, всякий пучок может быть отфакторизован по подпучку-небоскрёбу так, чтобы получился локально свободный пучок; в данном случае это будет некоторое линейное расслоение L. В таком случае H^1(E) = H^1(L), и по формуле Серра мы можем вычислить H^1(L) = H^0(L^* \o K)^*. С другой стороны, мы знаем, что морально это пространство должно быть пространством, двойственным пространству квадратичных дифференциалов, делящихся и на \alpha и на \beta, то есть дивизор нулей которых более Z_1+Z_2-Y (где Z_1 и Z_2 это канонические дивизоры нулей \alpha и \beta). Итак, по-видимому, L^* \o K = K^2(Y - Z_1 - Z_2), или же L = T(Z_1 + Z_2 - Y). Поскольку дивизор Z_1+Z_2 биканонический, имеем L = K(-Y). Это, если вглядеться, очевидно. Соответственно, пучок E получается как расширение O_Y \to E \to K(-Y). Заметим, что образ H^0(O+O) \to H^0(E) не пересекает подпространства H^0(O_Y): формы \alpha и \beta как раз имеют нули достаточных порядков, чтобы попадать в H^0(K(-Y)). Если опять же эти наши два класса приходят с абелевой поверхности, то их общие нули соответствуют клювообразным особенностям образа вложения. В этом случае сглаживаемость очевидна: кривая большого рода на абелевой поверхности высекается гиперплоскостью, а общее сечение гладко по теореме Бертини. В связи с этим утверждение о разводимости нулей дифференциалов можно было бы иронически назвать 'теоремой Бертини для квантовой абелевой поверхности'.

Хотелось бы сказать, что раз H^0(O_Y) отображается в H^1(T) инъективно, то все нули можно разводить независимо -- достаточно взять вектор с ненулевой позицией только в данном нуле. Это, однако, неверно. Рассмотрим гиперэллиптическую кривую рода три и две 1-формы на ней, имеющие два общих нуля. На гиперэллиптической кривой рода три, напомню, каноническим является всякий дивизор вида x + s(x) + y + s(y), где s -- гиперэллиптическая инволюция. Тогда h^0(O_Y) = 2, а пространство H^0(K(-Y)) исчерпывается нашими двумя формами, и ограничение связывающего гомоморфизма H^0(O_Y) \to H^1(T) высекает всё Зариски-касательное пространство к малому изопериодическому слоению. Однако из соображений размерности для проекции в изотропный грассманиан видно, что малое изопериодическое слоение для кривых рода три одномерно. Что нам нужно понять в данном случае, так это следующее: лист малого изопериодического слоения является пересечением двух листов большого изопериодического слоения; является ли оно в данном случае нетрансверсальным по всей своей длине (что означало бы, что нули развести нельзя вовсе), или же оно нетрансверсально только в одной точке (что означало бы, что нули разведутся, но сразу оба)?

Заметим однако, что этот случай очень вырожден. Эйлерова характеристика \chi(E) равняется с одной стороны g-1, а с другой deg(Y) + h^0(K(-Y)) - h^1(K(-Y)). Отсюда видим, что h^0(K(-Y)) = g-1 + h^1(K(-Y)) - deg(Y). Ясно, что h^0(K(-Y)) < g: не существует точки, в которой бы обнулялись все голоморфные 1-формы. Следовательно, h^1(K(-Y)) \leq deg(Y); в нашем случае это равенство. Хотя шут их знает, может оно всегда равенство.

post comment

Координаты относительных периодов для пары дифференциалов [26 Jun 2020|01:53am]
[ mood | sick ]
[ music | Мартиэль -- Сойти с чужого ума ]

Пусть \alpha -- голоморфная 1-форма на кривой. Она определяет гомоморфизм пучков T \to \O, коядром которого является структурный пучок \O_Z нулевого локуса этой 1-формы. Точная последовательность когомологий читается:

0 \to H^0(\O) \to H^0(\O_Z) \to H^1(T) \to H^1(\O) \to 0

причём последняя стрелка, если её записать при помощи двойственности Серра как стрелку H^0(K^2)^* \to H^0(K)^*, будет просто отображением, двойственным к умножению на нашу 1-форму. Соответственно, ядро этого отображения -- касательное пространство к изопериодической деформации, сохраняющей её. Оно получается как фактор H^0(\O_Z) по константам. Это хорошо известная лемма в математической физике:

Предложение. Пусть \alpha -- абелев дифференциал на римановой поверхности, и z_0, ... z_{2g-3} -- его нули. Тогда набор функций \int_{z_0}^{z_i}\alpha (т. н. 'относительные периоды') -- локальные координаты на листе изопериодического слоения.

Пусть теперь \alpha, \beta -- две голоморфных 1-формы на кривой. Они определяют гомоморфизм пучков T \to \O + \O, коядром которого является некоторый пучок L. Если формы не имеют общих нулей, это линейное расслоение, изоморфное кокасательному. Вообще говоря его ранг подскакивает в общих нулях. Точная последовательность когомологий читается:

0 \to H^0(\O) + H^0(\O) \to H^0(L) \to H^1(T) \to H^1(\O) + H^1(\O) \to H^1(L) \to 0.

Вычисляя отсюда эйлерову характеристику, имеем h^0(L) = h^1(L) - 1 + g. Кажется, можно доказать следующее утверждение: H^1(L) канонически изоморфно пространству квадратичных дифференциалов, делящихся как на \alpha, так и на \beta (или может быть его двойственному). Соответственно, паразитические сечения у L возникают только тогда, когда формы \alpha и \beta зацеплены.

Интересно понять, как устроен связывающий гомоморфизм H^0(L) \to H^1(T), особенно в случае, когда общих нулей нет и L = K. Этот гомоморфизм не получается, разумеется, из тензорных операций на расслоениях; как всегда это бывает со связывающим гомоморфизмом, он выражается через вычет или интегрирование (подобно как в вышеприведённой лемме для одного дифференциала). Но час уже поздний, сообразить не могу, да и режим я себе что-то опять сбил.

post comment

Тавтологическая 1-форма на пространстве модулей абелевых дифференциалов [15 Jun 2020|07:51pm]
[ mood | awake ]
[ music | АукцЫон -- 24-часовой концерт ]

Пусть g > 1, обозначим за \Omega\T_g тотальное пространство расслоения Ходжа над пространством Тейхмюллера \T_g, и p -- проекция. Тогда можно определить на нём тавтологическую 1-форму \theta как \theta_{I, \omega}(v) = (dp_*(v))(\omega^2), пользуясь тем, что касательное пространство T_I\T_g канонически изоморфно H^0(K_I^2)^*. Эта форма нигде не обращается в нуль, поскольку у любого ненулевого абелева дифференциала квадрат не обнуляется хоть каким-то функционалом на пространстве квадратичных дифференциалов. Внешняя производная этой формы будет тем самым точной 2-формой. Однако она не может быть невырожденной, поскольку размерность dim \Omega\T_g = 4g-3 нечётна.

Как вычислить эту внешнюю производную? Она имеет три компоненты: та, что определяется подстановкой двух вертикальных векторов, вертикального и горизонтального, и двух горизонтальных. В ограничении на слой, понятно, уже \theta тождественно зануляется, а тем самым и её внешняя производная, так что первая из этих компонент нулевая. Значение второй компоненты, легко видеть, выражается как d\theta(\alpha, v) = 2v(\alpha \o \theta). Как устроена горизонтальная компонента, я выписать в локальных координатах не смог. Э. Д., который навёл меня на мысль об этой форме, предположил, что интегральные кривые её ядра суть орбиты SL(2, R)-действия на пространстве модулей абелевых дифференциалов.

Эта форма позволяет дать описание изопериодической деформации как симплектической редукции. Именно, ортогонал вертикального вектора \alpha, торчащего из точки (I, \omega) \in \Omega\T_g относительно 2-формы d\theta есть всё вертикальное подпространство плюс горизонтальные вектора, соответствующие функционалам, обнуляющимся на квадратичном дифференциале \alpha \o \omega. Пересечение ортогоналов ко всем вертикальным векторам (ортогонал вертикального подпространства), стало быть, есть линейная оболочка самого вертикального подпространства и горизонтального подпространства, состоящего из функционалов, обнуляющихся на всевозможных квадратичных дифференциалах вида \xi \o \omega, где \xi \in \Omega(I). Итак, если V_{I, \omega} = \Omega(I) -- вертикальное подпространство (в частности изотропное), то фактор V^\perp/V имеет смысл и канонически изоморфен касательному подпространству к листу изопериодического слоения, проходящему через точку (I, \omega). Если бы форма d\theta была невырождена, то этот фактор наследовал бы симплектическую форму. Это, конечно, не имеет места: изопериодическая деформация также нечётномерна, и имеет размерность 2g-3. Впрочем, это всё совершенно неважно, поскольку сама форма \theta ограничивается на листы изопериодического слоения нулём.

Можно, конечно, дать аналогичную конструкцию для пары дифференциалов. Именно, рассмотрим расслоение 2-плоскостей Gr(2, \Omega\T_g) в расслоении Ходжа, и зададимся в нём какой-нибудь точкой (I, \varpi). Линейные комбинации произведений дифференциалов из этой плоскости \varpi составляют трёхмерное подпространство в квадратичных дифференциалах, которое аннулирует подпространство коразмерности три в касательном пространстве к Тейхмюллеру. Оттягивая его обратно в точку (I, \varpi) и повторяя эту операцию во всех точках, имеем распределение коранга три на пространстве модулей пар абелевых дифференциалов. Будем называть его тавтологическим распределением. Равно как для одного дифференциала, слои проекции на пространство Тейхмюллера и листы изопериодического слоения будут касаться этого распределения. Послойный грассманиан имеет размерность 5g-7, соответственно ранг распределения 5g-10. К сожалению, тензор Фробениуса в данном случае будет не внешней 2-формой, а внешней 2-формой с коэффициентами в расслоении ранга три, и поэтому сразу сделать заключение о наличии у него характеристического слоения, аналогичного тому, что нам с Э. Д. кажется слоением орбит SL(2, R)-действия, не представляется возможным. Из представленческих соображений кажется, что это распределение должно замыкаться за один шаг -- по крайней мере похожее, но однородное распределение на изотропном грассманиане Gris(2, V) с его родным распределением Hor_{\pi} = Hom(\pi, \pi^\perp/\pi) \subset Hom(\pi, V/\pi), кажется, замыкается за один шаг (и соответствующая ему нильпотентная алгебра есть кватернионный аналог алгебры Гейзенберга, абелева алгебра Ли размерности, делящейся на четыре, расширенная тремя симплектическими формами. Но полной уверенности нет. Для одного дифференциала получалась бы обычная алгебра Гейзенберга).

Чтобы не заканчивать совсем уж вилами по воде, докажу линейно-алгебраическое утверждение, оправдывающее это моё сравнение.

Утверждение. Отображение проекции Gr(2, \Omega\T_g) \to Gris(2, 2g) переводит горизонтальные подпространства (относительно тавтологического распределения, а не связности Гаусса-Манина) в горизонтальные.

Доказательство. Про то, что на слоях проекции на Тейхмюллера проекция связностью Гаусса-Манина в когомологии является инъективной и горизонтальной, не стоит и заикаться. Значит, нам нужно показать, что лежащая в горизонтальных для связности Гаусса-Манина векторах часть тавтологического распределения переводится проекцией в горизонтальные касательные вектора к изотропному грассманиану.

Но какие горизонтальные по Гауссу-Манину вектора лежат в тавтологическом распределении? Это подъёмы касательных векторов v \in T_I{\T_g} = H^0(K_I^2)^* таких, что v(\alpha \o \beta) = v(\alpha^2) = v(\beta^2) = 0. Касательное пространство же к изотропному грассманиану в точке \pi -- это отображения из Hom(\pi, V/\pi) с нулевым следом, а из них горизонтальные -- те, что лежат в Hom(\pi, \pi^\perp/\pi). Но горизонтальный по Гауссу-Манину вектор v отображается проекцией в ограничение соответствующего ему оператора Кодаиры-Спенсера на плоскость \pi, и если v(\alpha \o \beta) = v(\alpha^2) = v(\beta^2) = 0, то этот оператор переводит вектора из \pi в операторы, ограничивающиеся на \pi тождественным нулём -- то есть спаривания относительно формы пересечения с векторами из \pi^\perp, что и требовалось. ■

Маразм полный -- кажется, я это всё очень подробно уже прописал, и притом это очень окольными путями записанная тавтология. Типа, получается, что тавтологическое распределение это обратный образ однородного распределения на грассманиане. Возвращаясь к случаю одного дифференциала, выходит, что дифференциал тавтологической 1-формы должен быть обратным образом формы пересечения на когомологиях? Но это вроде как неправда.

post comment

Теорема типа Богомолова-Каповича для комплексных функций на окружности [17 Mar 2020|07:20pm]
[ mood | hungry ]
[ music | Death in June -- Last Europa Kiss ]

[info]oort спрашивает: если есть риманова поверхность с краем, состоящим из одной окружности, как выглядит пространство функций на крае, получающееся как ограничения голоморфных функций на поверхности? Например, для единичного диска это пространство Харди, то есть функции, имеющие в ряду Фурье ненулевые коэффициенты только при неотрицательных гармониках. Мы выяснили, что если на факторе пространства всех функций по константам ввести симплектическую форму \omega(u,v) = \int udv (легко видеть, что она корректно определена), то такое подпространство будет лагранжевым. Именно, пара голоморфных функций есть голоморфное вложение в \C^2, и ограничение голоморфной формы площади на образ тождественно нулевое. С другой стороны, его интеграл вычисляется по формуле Стокса ровно как вышеуказанный интеграл.

Занятно, что такая пара функций на границе уже определяет риманову поверхность однозначно: если есть две таких поверхности, то локально они представляют графики голоморфных функций, совпадающих на границе. Стало быть, по принципу единственности они совпадают локально, и из компактности римановой поверхности следует, что это одна и та же поверхность. Было бы интересно, если бы к примеру её род можно было бы определить аналитически в терминах этой пары функций (через связанные с ними операторы Тёплица -- если можно как-то определить паллиатив операторов Тёплица, не выбирая какого-либо подпространства, чтобы на него проектироваться). Есть какая-то похожая вещественная наука имени Арнольда, где по одной функции на сфере выясняется, каковы должны быть числа Бетти заполняющего его тела -- точно уже не помню.

Ну и вообще совершенно неясно, какие пары функций заполняются хоть чем-то, а какие нет. Казалось бы, большинство не должны заполняться ничем даже при условии лагранжевости.

Вообще геометрия пространства узлов в \C^2 небанальна: касательное пространство к узлу есть пространство сечений нормального расслоения, которое есть расслоение вещественно трёхмерных подпространств с ко-КР-структурой (то есть выделенным вещественным линейным расслоением и комплексной структурой на факторе по нему). Имеющееся на нём слоение (локальные листы которого -- пространства узлов, лежащих на голоморфной ленте, восстановленной через данный узел) имеет то свойство, что касательные вектора к нему суть сечения, лежащие в этом выделенном линейном подрасслоении. Если что-то можно сказать про это пространство, интересно, какая часть этого переносится на пространство узлов в K3-поверхности (когда никаких координат нет, а голоморфная форма площади есть). Впрочем это наверняка изучено вдоль и поперёк в теории струн.

1 comment|post comment

navigation
[ viewing | most recent entries ]
[ go | earlier ]