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Exposé Bourbaki 1220 : $\mu$-bulles et variétés à courbure scalaire strictement positive en dimensions $4$ et $5$ (d'après O. Chodosh, C. Li et Y. Liokumovich)

Exposé Bourbaki 1220 : $\mu$-bubbles and manifolds with positive scalar curvature in dimensions 4 and 5 (after O. Chodosh, C. Li, and Y. Liokumovich)

Laurent BESSIÈRES
Exposé Bourbaki 1220 : $\mu$-bulles et variétés à courbure scalaire strictement positive en dimensions $4$ et $5$ (d'après O. Chodosh, C. Li et Y. Liokumovich)
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  • Année : 2024
  • Tome : 454
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Français
  • Class. Math. : 53C20, 53C21, 53C42, 53A10
  • Pages : 393-428
  • DOI : 10.24033/ast.1237

Un problème bien connu en géométrie est de savoir quelles variétés admettent une métrique riemannienne de courbure scalaire strictement positive (PSC). De grandes avancées ont été obtenues dans les années 80 par Schoen-Yau et Gromov-Lawson, avec des techniques de surfaces minimales et de spineurs. Parmi les résultats obtenus dans cette période : une 3-variété compacte admet une métrique PSC si et seulement si sa décomposition en somme connexe n'admet pas de facteur asphérique (i.e. dont les groupes d'homotopie $\pi_i$ sont nuls pour $i>1$, ou de manière équivalente de revêtement universel contractile). Modulo la résolution de la conjecture de géométrisation par Perelman, cela revient à dire que la variété est une somme connexe de quotients de $S^3$ et de $S^2 \times S^1$. En dimension supérieure, les tores $T^n$ n'admettent pas de métrique PSC, ni plus généralement les variétés compactes à courbure sectionnelle négative ou nulle. Ceci a amené à conjecturer qu'une $n$-variété compacte asphérique n'admettait pas de métrique PSC.

Dans cet exposé je présenterai d'abord une preuve de cette conjecture en dimensions $4$ et $5$ par Chodosh et Li. Leur démonstration utilise une nouvelle fonctionnelle introduite par M. Gromov, les $\mu$-bulles.  Je présenterai ensuite une classification des n-variétés PSC suffisamment connexes en dimensions $4$ et $5$, obtenue par Chodosh, Li et Liokumovich : un revêtement fini a le type d'homotopie de $S^n$ ou d'une somme connexe de $S^{n-1} \times S^1$

A well-known problem in geometry is to know which manifolds admit a Riemannian metric of positive scalar curvature (PSC). Major advances were made in the 1980s by Schoen-Yau and Gromov-Lawson, with techniques of minimal surfaces and of spinners. Among the results proved in this period: a compact $3$-manifold admits an PSC metric if and only if its sum decomposition does not admit an aspherical factor (i.e. whose homotopy groups $\pi_i$ are zero for $i>1$, or equivalently whose universal covering is contractible). Modulo the resolution of the Geometrization conjecture by Perelman, this amounts to saying that the manifold is a connected sum of quotients of $S^3$ and of $S^2 \times S^1$. In higher dimensions: tori $T^n$ do not admit an PSC metric, nor more generally do manifolds with nonpositive sectional curvature. This led to conjecture that an $n$-aspherical compact manifold does not admit an PSC metric.

In this talk, I will first present a proof of this conjecture in dimension 4 and 5 by Chodosh and Li. Their proof uses a functional introduced by M. Gromov, the $\mu$-bubbles. I will then present a classification of sufficiently connected PSC $n$-manifolds in dimension 4 and 5, obtained by Chodosh, Li and Liokumovich: a finite covering has the type of homotopy of $S^n$ or connected sum of $S^{n-1} \times S^1$.

Surface minimale, bulle de savon, variété asphérique, courbure scalaire strictement positive, largeur d'Urysohn
Minimal surfaces; soap bubble; aspherical manifolds; positive scalar curvature; Urysohn width

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