Кіріспе
Математикада, G тобының негізгі біртекті кеңістігі немесе торсор – G үшін X біртекті кеңістігі, онда кез келген нүктенің тұрақтандырғыш кіші тобы тривиальды болады. Басқаша айтқанда, G тобының негізгі біртекті кеңістігі – G тобы еркін және транзитивті әрекет ететін бос емес жиын X (яғни, кез келген x, y ∈ X үшін, x⋅g = y болатын бірегей g ∈ G табылады, мұнда · – G тобының X жиынына жасаған (оң) әрекетін білдіреді). Осыған ұқсас анықтама басқа категорияларда да қолданылады, мысалы:
G – топологиялық топ, X – топологиялық кеңістік және әрекет үздіксіз;
G – Ли тобы, X – тегіс манифольд және әрекет тегіс;
G – алгебралық топ, X – алгебралық сан және әрекет реттелген.
G is a topological group, X is a topological space and the action is continuous,
G is a Lie group, X is a smooth manifold and the action is smooth,
G is an algebraic group, X is an algebraic variety and the action is regular.
Мысалдар
Кез келген G тобын сол немесе оң көбейтудің табиғи әрекеті бойынша сол немесе оң G торсоры ретінде қарастыруға болады. Тағы бір мысал – аффиндік кеңістік тұжырымдамасы: векторлық кеңістікке негізделген аффиндік кеңістік A идеясын қысқаша былай айтуға болады: A – V үшін аудармалардың қосымша тобы ретінде әрекет ететін негізгі гомогендік кеңістік. Кез келген дұрыс политоптың флагтары оның симметрия тобының торсорын құрайды. V векторлық кеңістігін қарастыра отырып, G-ді жалпы сызықтық топ GL(V) деп, ал X-ті V-тің барлық (реттелген) негіздерінің жиынтығы деп аламыз. Содан кейін G, V векторларына әсер ететіндей X-ке де әсер етеді; және ол транзитивті түрде әрекет етеді, себебі кез келген негізді G арқылы кез келген басқа негізге түрлендіруге болады. Сонымен қатар, негіздің әрбір векторын бекітетін сызықтық түрлендіру V-дегі барлық v-ні бекітеді, демек жалпы сызықтық топтың бейтарап элементі болады GL(V): сондықтан X шын мәнінде негізгі біртекті кеңістік. Сызықтық алгебрадағы аргументтерде негізге тәуелділікті қадағалаудың бір жолы – X-тегі x айнымалыларын қадағалау. Сол сияқты, ортонормалды негіздер кеңістігі (n кадрлардың Стифель жиынтығы) ортогональдық топ үшін негізгі біртекті кеңістік болып табылады. Категория теориясында, егер екі объект X және Y изоморфты болса, онда олардың арасындағы изоморфизмдер Iso(X,Y), X-тің автоморфизмдер тобы Aut(X) үшін торсор құрайды, сондай-ақ Aut(Y) үшін де; объекттер арасындағы изоморфизмді таңдау осы топтар арасындағы изоморфизмге әкеледі және торсорды осы екі топпен сәйкестендіреді, торсорға топтық құрылым береді (өйткені енді ол базалық нүктеге ие).
Қолданбалар
Негізгі біртекті кеңістік ұғымы – негізгі буынның ерекше жағдайы: ол бір нүктелік негізі бар негізгі буынды білдіреді. Басқаша айтқанда, негізгі буынның жергілікті теориясы – негіздегі белгілі бір параметрлерге тәуелді негізгі біртекті кеңістіктердің жиынтығы. Буынның қимасы «бастау нүктесін» қамтамасыз ете алады, мұндай қималар негізде жергілікті түрде бар деп есептеледі, буын жергілікті түрде тривиальды болғандықтан, жергілікті құрылымы картезиан көбейтіндісінің құрылымына сәйкес келеді. Бірақ қималар жиі жаһандық деңгейде болмайды. Мысалы, дифференциалдық көптік M-нің оның жанама буынына байланысты фреймдер буыны бар. Глобальды қима (анықтама бойынша) тек қана M параллельдеуге болатын жағдайда ғана болады, бұл күшті топологиялық шектеулерді білдіреді. Сандар теориясында негізгі біртекті кеңістіктерді қарастырудың (сырттай қарағанда басқаша) себебі бар, ол K өрісінде анықталған эллиптік қисықтар (және жалпы Абельдік түрлер) үшін. Бұл түсінік пайда болғаннан кейін, басқа алгебралық топтар үшін әртүрлі мысалдар жиналды: ортогональды топтар үшін квадраттық формалар және проективтік сызықтық топтар үшін Севери-Брауэр түрлері. Эллиптік қисық жағдайындағы Диофанти теңдеулеріне қызығушылықтың себебі – K алгебралық жабық болмауы мүмкін. K өрісінде анықталмаған нүктесі бар, бірақ үлкен өрісте E-ге изоморфты болатын қисықтар болуы мүмкін, ол анықтама бойынша K өрісінде нүктесі бар және оның қосылу заңы үшін сәйкестік элементі болып табылады. Яғни, бұл жағдайда біз 1-туысты C қисықтарын, K өрісінде нүктесі бар E эллиптік қисықтарынан (немесе басқаша айтқанда, K өрісінде шешімі бар Диофанти теңдеуінен) ажыратуымыз керек. C қисықтары E үстінде торсорлар болып табылады және K сандық өріс болған жағдайда бай құрылымды жиынтықты құрайды (Селмер тобының теориясы). Шындығында, Q өрісіндегі жазық кубтық қисықтың рационалды нүктесі болуының ерекше себебі жоқ; стандартты Вейерштрасс моделі әрқашан, атап айтқанда, шексіз нүктеге ие, бірақ C-ді K өрісінде осы формаға келтіру үшін K өрісінде нүкте қажет. Бұл теория жергілікті талдауға ерекше назар аудара отырып, Тейт-Шафаревич тобының анықтамасын дамытуға әкелді. Жалпы, алгебралық жабық өрісте оңай болатын торсор теориясын қабылдап, кішірек өріске «төменге» түсуге тырысу – бұл төмендеудің бір аспектісі. Бұл бірден Галуа когомологиясы туралы сұрақтарға әкеледі, өйткені торсорлар топтық когомология H1 кластарын көрсетеді.
This theory has been developed with great attention to local analysis, leading to the definition of the Tate–Shafarevich group. In general the approach of taking the torsor theory, easy over an algebraically closed field, and trying to get back 'down' to a smaller field is an aspect of descent. It leads at once to questions of Galois cohomology, since the torsors represent classes in group cohomology H1.