Offenes Buch
In der Mathematik sind Offene Bücher (engl.: open book decompositions) gewisse Zerlegungen von Mannigfaltigkeiten, die bei der Klassifikation von Kontaktstrukturen und bei der Konstruktion von Blätterungen nützlich sind.
Definition
Sei eine geschlossene orientierte -Mannigfaltigkeit. Ein offenes Buch auf ist ein Paar mit:
- ist eine orientierte -dimensionale Untermannigfaltigkeit, die Bindung des offenen Buches.
- ist ein Faserbündel, so dass das Innere einer kompakten -dimensionalen Mannigfaltigkeit – der Seite des offenen Buches – und für alle ist.
Existenz
Satz von Alexander (1920): Jede geschlossene orientierte 3-Mannigfaltigkeit lässt sich als offenes Buch darstellen.
Satz von Winkelnkemper (1973): Eine einfach zusammenhängende geschlossene Mannigfaltigkeit der Dimension lässt sich als offenes Buch darstellen genau dann, wenn ihre Signatur verschwindet. (Letzteres trifft insbesondere immer zu, falls nicht durch 4 teilbar ist.)
Blätterungen
Sei ein offenes Buch auf einer 3-Mannigfaltigkeit . Dann hat eine Blätterung durch Fasern von und auf einer Umgebung der Bindung kann man die Reeb-Blätterung definieren, diese hat insbesondere als ein kompaktes Blatt. Durch Turbulisierung kann man die Blätterung auf tangential zu diesem kompakten Blatt machen, erhält also eine Blätterung auf ganz .
Kontaktstrukturen
Sei ein offenes Buch auf einer 3-Mannigfaltigkeit . Eine Kontaktstruktur wird von getragen, wenn
- eine positive Volumenform auf jeder Seite ist und
- auf der Bindung .
Satz von Thurston-Winkelnkemper (1975): Jedes offene Buch trägt eine Kontaktstruktur.
Satz von Giroux (2000): Jede orientierte Kontaktstruktur wird von einem offenen Buch getragen. Zwei vom selben offenen Buch getragene Kontaktstrukturen sind isotop.
Literatur
- Etnyre: Lectures on open book decompositions and contact structures (PDF; 426 kB)
- Martínez: Open Book decompositions and contact geometry (PDF; 223 kB)
Weblinks
- Manifold Atlas: Open Book