क्लोज्ड मैनिफोल्ड

For broader coverage of this topic, see मैनिफोल्ड्स का वर्गीकरण § प्वाइंट-सेट.

गणित में, एक बंद मैनिफोल्ड बिना सीमा वाला एक मैनिफोल्ड है, जो कॉम्पैक्ट होता है। इसकी तुलना में, एक ओपन मैनिफोल्ड बिना सीमा वाला एक मैनिफोल्ड है, जिसमें केवल गैर-कॉम्पैक्ट घटक होते हैं।

उदाहरण

एकमात्र जुड़ा हुआ एक-आयामी उदाहरण एक वृत्त है। गोला, टोरस और क्लेन बोतल सभी बंद द्वि-आयामी मैनिफोल्ड हैं। वास्तविक प्रक्षेप्य स्थान RPⁿ एक बंद 2n-आयामी मैनिफोल्ड है। जटिल प्रक्षेप्य स्थान CPⁿ एक बंद 2एन-आयामी मैनिफोल्ड है। एक लाइन बंद नहीं होती क्योंकि वह सघन नहीं है। एक बंद डिस्क एक कॉम्पैक्ट द्वि-आयामी मैनिफोल्ड है, लेकिन यह बंद नहीं है क्योंकि इसकी एक सीमा होती है।

एकमात्र स्थान एक-आयामी उदाहरण एक है। गोला, और सभी बंद द्वि-आयामी मैनिफोल्ड हैं। आरपीⁿ एक बंद n-आयामी मैनिफोल्ड है। सी.पीⁿ एक बंद -आयामी मैनिफोल्ड है। एक असली बंद नहीं है क्योंकि यह सघन नहीं है। एक एक सघन द्वि-आयामी मैनिफोल्ड है, लेकिन यह बंद नहीं है क्योंकि इसकी एक सीमा होती है।

गुण

प्रत्येक बंद मैनिफ़ोल्ड एक यूक्लिडियन निकट का प्रतिगमन है और इस प्रकार इसमें परिमित रूप से समरूपता समूह उत्पन्न होते हैं।

यदि $M$ एक बंद जुड़ा हुआ एन-मैनिफोल्ड है, तो एन-वें होमोलॉजी समूह $H_{n}(M;\mathbb {Z} )$, $\mathbb {Z}$ या 0 है, यह इस पर निर्भर करता है कि $M$ उन्मुख है या नहीं है। इसके अतिरिक्त, (n-1)-वें होमोलॉजी समूह $H_{n-1}(M;\mathbb {Z} )$ का टोशन उपसमूह 0 या $\mathbb {Z} _{2}$ है, जो इस पर निर्भर करताहै कि $M$ उन्मुख है या नहीं है। यह सार्वत्रिक गुणांक प्रमेय के अनुप्रयोग से अनुसरण करता है।

माना $R$ एक क्रमविनिमेय वलय है। मौलिक वर्ग $[M]\in H_{n}(M;R)$ के साथ $R$-ओरिएंटेबल $M$ के लिए, $D(\alpha )=[M]\cap \alpha$ द्वारा परिभाषित मानचित्र $D:H^{k}(M;R)\to H_{n-k}(M;R)$ सभी k के लिए एक समरूपता है। यह पोंकारे द्वैत है। विशेष रूप से, प्रत्येक बंद मैनिफोल्ड $\mathbb {Z} _{2}$ ओरिएंटेबल है। अतः सदैव एक समरूपता $H^{k}(M;\mathbb {Z} _{2})\cong H_{n-k}(M;\mathbb {Z} _{2})$ होती है।

मान लीजिये एक क्रमविनिमेय वलय बनें। के लिए समायोज्य साथ मौलिक वर्ग , वो मानचित्र द्वारा परिभाषित सभी k के लिए एक समरूपता है। यह पोंकारे द्वैत है. विशेष रूप से, प्रत्येक बंद मैनिफोल्ड है -ओरिएंटेबल. अतः सदैव एक समरूपता होती है .

मैनिफोल्ड खोलें

कनेक्टेड मैनिफोल्ड के लिए, "ओपन" "बिना सीमा और गैर-कॉम्पैक्ट" के बराबर है, लेकिन डिस्कनेक्ट किए गए मैनिफोल्ड के लिए, ओपन अधिक कठोर है। उदाहरण के लिए, एक वृत्त और एक रेखा का असंबद्ध मिलन गैर-संहत होता है क्योंकि एक रेखा गैर-संहत होती है, लेकिन यह एक ओपन मैनिफोल्ड नहीं है, क्योंकि वृत्त (इसके घटकों में से एक) संहत होता है।

भाषा का दुरुपयोग

अधिकांश पुस्तकें सामान्यतः मैनिफोल्ड को एक ऐसे स्थान के रूप में परिभाषित करती हैं, जो स्थानीय रूप से, यूक्लिडियन स्थान (कुछ अन्य तकनीकी स्थितियों के साथ) के लिए होम्योमॉर्फिक है, इस प्रकार इस परिभाषा के अनुसार एक मैनिफोल्ड में इसकी सीमा सम्मिलित नहीं होती है, जब यह एक बड़े स्थान में एम्बेडेड होता है। चूँकि, यह परिभाषा बंद डिस्क जैसी कुछ मूलभूत वस्तुओं को कवर नहीं करती है, इसलिए लेखक कभी-कभी सीमा के साथ मैनिफोल्ड को परिभाषित करते हैं और सीमा के संदर्भ के बिना अपमानजनक रूप से मैनिफोल्ड कहते हैं। लेकिन सामान्यतः, यदि मैनिफोल्ड के लिए सामान्य परिभाषा का उपयोग किया जाता है, तो 'सघन मैनिफोल्ड' (इसकी अंतर्निहित टोपोलॉजी के संबंध में सघन) को समानार्थी रूप से 'क्लोज्ड मैनिफोल्ड' के लिए उपयोग किया जा सकता है।

एक बंद मैनिफोल्ड की धारणा एक बंद समुच्चय से असंबंधित है। एक रेखा समतल और मैनिफोल्ड का एक बंद उपसमुच्चय है, लेकिन बंद मैनिफोल्ड नहीं है।

भौतिकी में उपयोग

ब्रह्मांड के आकार की धारणा ब्रह्मांड को एक बंद मैनिफोल्ड के रूप में संदर्भित कर सकती है, लेकिन अधिक संभावना यह है कि ब्रह्मांड निरंतर सकारात्मक रिक्की वक्रता के मैनिफोल्ड है।

यह भी देखें

• टेम मैनिफोल्ड

संदर्भ

• Michael Spivak: A Comprehensive Introduction to Differential Geometry. Volume 1. 3rd edition with corrections. Publish or Perish, Houston TX 2005, ISBN 0-914098-70-5.
• Allen Hatcher, Algebraic Topology. Cambridge University Press, Cambridge, 2002.