Математики нашли пару торов, которые опровергают теорему Бонне 1867 года

Международная группа математиков из США и Германии построила первый конкретный пример так называемых поверхностей Бонне — двух разных торов, имеющих одинаковые метрику и среднюю кривизну. Это нарушает принцип, установленный Пьером Оссианом Бонне в 1867 году, согласно которому эти две характеристики должны однозначно определять форму поверхности.

Математики нашли пару торов, которые опровергают теорему Бонне 1867 года

Более 150 лет математики опирались на теорему Бонне. Она утверждала: если в каждой точке поверхности известны метрика (геометрия «внутри») и средняя кривизна (как поверхность изгибается в пространстве), то её форма определена единственным образом. Это казалось незыблемым, особенно для замкнутых поверхностей вроде сфер или торов.

Группа исследователей из Технического университета Мюнхена (TUM), Берлинского технического университета (TU Berlin) и Университета штата Северная Каролина (NC State) доказала, что это не всегда так. Они построили два тора (поверхности в форме бублика), у которых совпадают и метрика, и средняя кривизна, но при этом они глобально различны. Это первый известный пример компактных поверхностей Бонне. Ранее исключения находили только на некомпактных объектах — бесконечных плоскостях или поверхностях с краями, которые математики считали нерепрезентативными.

После многих лет исследований нам впервые удалось найти конкретный пример, демонстрирующий, что даже для замкнутых поверхностей в форме пончика локальные данные измерений не обязательно определяют единую глобальную форму.

— объясняет Тим Хоффманн из TUM.

Более того, построенные торы оказались вещественно-аналитическими. Это решает вторую давнюю проблему: до сих пор не было известно, гарантирует ли аналитичность метрики единственность компактного погружения. Оказалось, нет.

Работа опубликована в журнале Publications mathématiques de l’IHÉS — одном из самых авторитетных изданий в области чистой математики. Построенные Хоффманном и коллегами торы навсегда меняют представление о том, как локальные параметры связаны с глобальной формой. Теорема Бонне перестала быть теоремой — она стала частным случаем.

 

Читайте также

Математики МФТИ ускорили проверку рельсов с помощью аналитических сеток

Математики МФТИ ускорили проверку рельсов с помощью аналитических сеток

Клетки крови 80-летнего превратили в нейронные стволовые клетки юноши

Клетки крови 80-летнего превратили в нейронные стволовые клетки юноши

Квантовое моделирование цезия выявило новый фазовый переход

Квантовое моделирование цезия выявило новый фазовый переход

Спорт смягчает симптомы депрессии у людей с высоким генетическим риском

Спорт смягчает симптомы депрессии у людей с высоким генетическим риском

ИИ выяснил, как нейроны гиппокампа кодируют смысл слов

ИИ выяснил, как нейроны гиппокампа кодируют смысл слов

Учёные создали татуировки, которые можно включать, выключать и менять с помощью света

Учёные создали татуировки, которые можно включать, выключать и менять с помощью света

Ученые ТПУ синтезировали 6 новых молекул против рака

Ученые ТПУ синтезировали 6 новых молекул против рака

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Планшет для выращивания человеческих тканей выпустила Mitsui Chemicals

Планшет для выращивания человеческих тканей выпустила Mitsui Chemicals

Французские супермаркеты массово пострадали от хакерской атаки

Французские супермаркеты массово пострадали от хакерской атаки

Российские ученые создали гибкие мемристоры для умной одежды и медицинских имплантатов

Российские ученые создали гибкие мемристоры для умной одежды и медицинских имплантатов

Прозрачная керамика позволит наблюдать за восстановлением тканей

Прозрачная керамика позволит наблюдать за восстановлением тканей