Кіріспе

Торус пен жазықтықтың қиылысуы

Геометрияда Вильярсо шеңберлері (/v//iː//l//ɑr/'s//oʊ/) – торсты оның ортасы арқылы ерекше бұрышпен көлбеу кесу арқылы пайда болатын екі шеңбердің жұбы. Торустың кез келген нүктесінен төрт шеңбер жүргізуге болады. Олардың бірі – торустың экваторлық жазықтығына параллель, ал екіншісі – сол жазықтыққа перпендикуляр (бұл Жердегі ендік және бойлық сызықтарына ұқсас). Қалған екеуі – Вильярсо шеңберлері. Олар торустың ортасынан өтетін және торустың екі қарама-қарсы нүктесінде жанасатын жазықтықпен торустың қиылысынан шығады. Мұндай жазықтықтардың барлығын қарастырғанда, торустың үстінде екі шеңберлер отбасы пайда болады. Бұл отбасылардың әрқайсысы торустың әр нүктесін бір рет жабатын және осылайша торустың бір өлшемді жапырақ құратын байланыссыз шеңберлерден тұрады. Вильярсо шеңберлері француз астрономы және математигі Ивон Вильярсоның (1813–1883) құрметіне аталған, ол олар туралы 1848 жылы жазған.

Бос орынды толтыру және Хопф фибрациясы

Торус 3 сфераның, S3, Хопф фибрациясында орталық рөл атқарады, бұл S2 қалыпты сферада, оның талшықтары ретінде S1 шеңберлері бар. 3 сфера стереографиялық проекция арқылы Евклидтік 3 кеңістігіне бейнеленгенде, талшық картасы астындағы S2 сферасындағы ендік шеңберінің кері бейнесі – торус, ал өзінің талшықтары – Вильярсо шеңберлері болып табылады. Банхофф мұндай торусты компьютерлік графикалық бейнелер арқылы зерттеді. Хопф фибрациясын құрайтын шеңберлер туралы ерекше факттердің бірі – олардың әрқайсысы басқаларының барлығымен байланысты, тек өз торусындағы шеңберлер ғана емес, сонымен қатар барлық кеңістікті толтыратын барлық торустарды құрайтын шеңберлер арқылы да байланысқан; Бергер бұл туралы талқылап, суретте көрсеткен.

Қосымша қасиеттері

Маннхайм (1903) Вильярсо шеңберлерінің тордың барлық параллель дөңгелек қималарымен бірдей бұрышта қиылысатынын көрсетті, бұл нәтижені полковник Шойльхер 1891 жылы өткен конгресте ұсынған екенін айтты.