Введение
В математике дифференцируемый многообразный размерности n называется параллелизуемым, если на нём существуют гладкие векторные поля, такие, что в каждой точке касательные векторы образуют базис касательного пространства в этой точке. Эквивалентно, касательный расслоение является тривиальным расслоением, так что ассоциированное с ним главное расслоение линейных базисов имеет глобальное сечение на . Конкретный выбор такого базиса векторных полей на называется параллелизацией (или абсолютным параллелизмом) .
on the manifold, such that at every point of the tangent vectors
provide a basis of the tangent space at Equivalently, the tangent bundle is a trivial bundle, so that the associated principal bundle of linear frames has a global section on
A particular choice of such a basis of vector fields on is called a parallelization (or an absolute parallelism) of .
Примеры
Пример с кругом: мы можем взять V1 за единичное тангентное векторное поле, например, направленное против часовой стрелки. Тор размерности также параллелизуем, что можно увидеть, представив его как декартово произведение окружностей. Например, возьмите и постройте тор из квадрата миллиметровой бумаги, склеив противоположные края, чтобы получить представление о двух касательных направлениях в каждой точке. В более общем случае, каждая группа Ли G является параллелизуемой, поскольку базис для тангентного пространства в единичном элементе может быть перенесен действием группы сдвигов G на G (каждый сдвиг является диффеоморфизмом и, следовательно, эти сдвиги индуцируют линейные изоморфизмы между тангентными пространствами точек в G). Классической задачей было определение того, какие из сфер Sn являются параллелизуемыми. Нульмерный случай S0 тривиально параллелизуем. Случай S1 – это окружность, которая, как уже было объяснено, параллелизуема. Теорема о волосатом шаре показывает, что S2 не параллелизуема. Однако S3 параллелизуема, поскольку это группа Ли SU(2). Единственная другая параллелизуемая сфера – S7; это было доказано в 1958 году Фридрихом Хирцебрухом, Мишелем Кервером и Раулем Боттом и Джоном Милнором независимо друг от друга. Параллелизуемые сферы точно соответствуют элементам единичной нормы в нормированных областях деления действительных чисел, комплексных чисел, кватернионов и октавонов, что позволяет построить параллелизм для каждой из них. Доказать, что другие сферы не параллелизуемы, сложнее и требует алгебраической топологии. Произведение параллелизуемых многообразий параллелизуемо. Каждое ориентируемое замкнутое трехмерное многообразие параллелизуемо.
Замечания
Любой параллелизуемый многообраз ориентируем. Термин "обрамлённый" (иногда "оснащённый оснасткой") обычно применяется к вложенному многообразию с заданной тривиализацией нормального расслоения, а также к абстрактному (то есть, не вложенному) многообразию с заданной стабильной тривиализацией касательного расслоения. Связанным понятием является понятие π-многообразия. Гладкий многообраз называется π-многообразием, если при вложении в высокомерное евклидово пространство его нормальное расслоение тривиально. В частности, каждый параллелизуемый многообраз является π-многообразием.