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Lexikon der Mathematik: Hopf-Fläche

Beispiel einer komplexen Mannigfaltigkeit, die man durch Quotientenbildung nach der Transformationsgruppe erhält. Die freie zyklische Gruppe \begin{eqnarray}G:=\{z\mapsto {2}^{j}z;j\in {\mathbb{Z}}\}\subset Aut({{\mathbb{C}}}^{2* })\end{eqnarray} operiert offensichtlich frei und eigentlich diskontinuierlich auf ℂ2*. Daher ist die Hopf-Fläche ℂ2*/G eine Mannigfaltigkeit. Sie ist homöomorph zu S1 × S3 und daher kompakt. Der Beweis beruht auf dem Homöomorphismus \begin{eqnarray}\begin{array}{l}{\rm{{\mathbb{R}}}}\times {{\mathbb{C}}}^{2}\supset {\rm{{\mathbb{R}}}}\times {S}^{3}\mathop{\to }\limits^{\varphi }{{\mathbb{C}}}^{2* },\\ (t,{z}_{1},{z}_{2})\mapsto {2}^{t}({z}_{1},{z}_{2})\end{array}\end{eqnarray} bezüglich der Operation von ℤ auf ℝ × S3, die definiert ist durch m·(t, z) ≔ (t + m, z). Dieser Homöomorphismus ist äquivariant (d. h. ϕ(m · a) = 2mϕ(a)), und die Behauptung folgt aus der Kommutativität des Diagramms \begin{eqnarray}\begin{array}{lllll} & & {\rm{{\mathbb{R}}}}\times {S}^{3} & \mathop{\to }\limits^{\varphi } & {{\mathbb{C}}}^{2* }\\ & & \space \space \space \downarrow & & \space \downarrow \\ {S}^{1}\times {S}^{3} & \cong & ({\rm{{\mathbb{R}}}}\times {S}^{3})/{\mathbb{Z}} & \bar{\to } & {{\mathbb{C}}}^{2* }/G.\end{array}\end{eqnarray}

Im übrigen kann jede Mannigfaltigkeits-Struktur auf S1 × S3 analog in der Form ℂ2*/G, für ein geeignetes G, dargestellt werden. Es kann gezeigt werden, daß die Hopf-Fläche nicht projektiv-algebraisch ist (andernfalls wäre, als eine kompakte Kähler-Mannigfaltigkeit, ihre erste Betti-Zahl b1 gerade, während aber b1(S1 × S3) = 1 ist).

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  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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