Солвмногообразие
Солвмногообра́зие (разрешимое многообразие), однородное пространство связной разрешимой группы Ли ; его можно отождествить с пространством смежных классов , где – стационарная подгруппа некоторой точки многообразия .
Примеры: , тор , многообразие Ивасавы [где – группа всех верхних треугольных матриц с единицами на диагонали в , – подгруппа всех целых точек в ], (бутылка Клейна), (лист Мёбиуса).
Первым среди солвмногообразий был изучен более узкий класс нильмногообразий, т. е. однородных пространств нильпотентных групп Ли (таковы , , , а и нильмногообразиями не являются). Для них А. И. Мальцевым были доказаны следующие утверждения (см. Ρагунатан. 1977).
1. Всякое нильмногообразие диффеоморфно , где – компактное нильмногообразие.
2. Если компактно и действие на эффективно, то стационарная подгруппа является дискретной подгруппой.
3. Нильпотентная группа Ли может транзитивно и локально эффективно действовать на некотором компактном многообразии тогда и только тогда, когда её алгебра Ли имеет –форму. При этом если односвязна, то она изоморфна унипотентной алгебраической группе, определённой над , и является арифметической подгруппой в .
4. Фундаментальная группа компактного нильмногообразия (изоморфная , если односвязна и её действие на локально эффективно) определяет его однозначно с точностью до диффеоморфизма. Фигурирующие здесь группы – это в точности всевозможные конечно порождённые нильпотентные группы без кручения.
Эти результаты отчасти обобщаются на произвольные солвмногообразия. Так, для произвольного солвмногообразия существует солвмногообразие , конечнолистно накрывающее его и диффеоморфное , где – некоторое компактное солвмногообразие. Произвольное солвмногообразие не всегда разлагается в прямое произведение , но диффеоморфно (см. Auslander. 1973, Mostow. 1971) пространству векторного расслоения над некоторым компактным солвмногообразием (для соответствующим расслоением является нетривиальное линейное расслоение над ). Фундаментальная группа произвольного солвмногообразия полициклична и, если компактно, определяет многообразие однозначно с точностью до диффеоморфизма. Группа изоморфна для некоторого компактного солвмногообразия тогда и только тогда, когда она включается в точную последовательность вида
где – некоторая конечно порождённая нильпотентная группа без кручения. В каждой полициклической группе существует подгруппа конечного индекса, изоморфная для некоторого компактного солвмногообразия . Если разрешимая группа Ли действует на компактном солвмногообразии транзитивно и локально эффективно, то расслаивается над тором со слоем , где – нильрадикал в . Компактность солвмногообразия эквивалентна наличию на инвариантной меры, относительно которой объём конечен.
Каждое солвмногообразие асферично [т. е. гомотопические группы при ]. Среди всех компактных однородных пространств компактные солвмногообразия характеризуются асферичностью и разрешимостью группы (см. Горбацевич. 1977).