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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / math / 15123 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-17  |  4.7 KB  |  89 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!charon.amdahl.com!pacbell.com!ames!saimiri.primate.wisc.edu!zaphod.mps.ohio-state.edu!sdd.hp.com!cs.utexas.edu!qt.cs.utexas.edu!news.Brown.EDU!noc.near.net!news.cs.brandeis.edu!binah.cc.brandeis.edu!PALAIS
  3. From: palais@binah.cc.brandeis.edu
  4. Subject:  Re: Covariant & Lie Derivative
  5. Message-ID: <1992Nov17.190357.20302@news.cs.brandeis.edu>
  6. Sender: news@news.cs.brandeis.edu (USENET News System)
  7. Reply-To: palais@binah.cc.brandeis.edu
  8. Organization: Brandeis University
  9. Date: Tue, 17 Nov 1992 19:03:57 GMT
  10. Lines: 77
  11.  
  12. I tried twice before to post this message, in responseto message 15638 from
  13. phfrom@nyx.uni-konstanz.de (Hartmut Frommert), but each time a transmission
  14. problem completely garbled it and I'll try once again.  
  15. -----
  16. > rscott@libws3.ic.sunysb.edu (Robert Scott) writes:
  17.  
  18. >>ISN'T IT EASY TO SHOW THAT THE LIE ALGEBRA OF SYMMETRIES OF AN
  19. >>AFFINE CONNECTION ON A CONNECTED FINITE-DIMENSIONAL MANIFOLD IS
  20. >>FINITE-DIMENSIONAL?  THUS THE LIE ALGEBRA OF INFINITESIMAL
  21. >>SYMPLECTOMORPHISMS OF A SYMPLECTIC MANIFOLD IS FAR TOO BIG TO
  22. >>PRESERVE AN AFFINE CONNECTION.
  23.  
  24. >You confuse me a bit :)
  25.  
  26. >If I understand right, the covariant derivative must only preserve the
  27. >symplectic metric j with components
  28.  
  29. >  j_{ab} = j_{[ab]} = - j_{ba} ,
  30.  
  31. >not the set of all symplectic transformations, to obtain a metricity
  32. >condition analogous to the Riemannian: There the Levi-Civita connection 
  33. >only leaves (pseudo)-orthogonal g invariant, not all elements of the
  34. >Lorentz group. The symplectic metricity condition reads explicitely
  35.  
  36. >  0 == - j_{ab;c} = - j_{ab,c} + j_{db} G^d_{ac} + j_{ad} G^d_{bc} .
  37.                                                    ^^^^^^
  38.                                                  = - j_{da}
  39.  
  40. >The connection is then a 1-form with values in the symplectic Lie
  41. >algebra which is defined as the set of all generators of transformations
  42. >that leave j invariant, as the Riemannian is contained in the (local,
  43. >[pseudo]-orthogonal) invariance group of g. As I tried to line out in a
  44. >previous posting, I do not see a reasonable argument for uniquely fixing a
  45. >symplectic-metric connection, which happens to be possible for the
  46. >Riemannian by the demand of vanishing torsion, so that there remain
  47. >connection components independent of j.
  48.  
  49. >BTW: The symplectic Lie algebra Sp(D,j) is of course finite-dimensional at
  50. >  each point, and the j-metric connection is contained in it by def. It is
  51. >  only infinite-dimensional (like the space of any scalar, vector, tensor,
  52. >  spinor, or isotensor fields, i.e. the corresponding bundle) when viewed
  53. >  non-locally, i.e. in some neighborhood, etc. Dimension of Sp(D,j) is
  54. >  D*(D+1)/2  if D is the dimension of the manifold under consideration.
  55. --
  56. ===============
  57.    There is great confusion going on here, and I hope the following will 
  58. help  clear it up, rather than increase the confusion! 
  59.  
  60.   First, Robert Scott was replying to a remark of John Baez, saying that he 
  61. did not believe that there was any way to construct canonically a connection 
  62. (or  covariant equivalently a covariant derivative) from a symplectic
  63. structure).  Scott's answer (while not new) was exactly on target. His
  64. point was that if  there was a canonical connection on a symplectic
  65. manifold (like the "Levi-Civita" connection on a Riemannian manifold) then
  66. just as an isometry of a Riemannian  manifold preserves the Levi-Civita
  67. connection, any symplectomorphism of a  symplectic manifold would preserve
  68. this canonical connection. But then he says  it would follow that the 
  69. group of syplectomorphisms would be isomorphic to  a subgroup of the group
  70. of automorphisms of a connection---which is well-known  to be finite
  71. dimensional (proof sketched below) while it is also well known that  the
  72. group of symplectomorphisms is always infinite dimensional (the Lie algebra
  73. is isomorphic to the algebra of smooth functions (modulo constants) under
  74. Poisson bracket). (Of course the same argument applies to Riemannian
  75. manifolds and shows  that the group of isometries of a Riemannian manifold
  76. is a Lie group). 
  77.  
  78.    OK, to see that the group G of diffeomorphisms of a manifold M that 
  79. preserves a connection C on TM is finite dimensional, it suffices to show
  80. that G acts freely on the frame bundle F(M). (For then, if f is any frame 
  81. of M, the orbit map, g |---> gf is an immersion of G into F(M), so 
  82. dim (G) \le dim (F(M)) = dim (M) + dim (M)^2). 
  83. This will follow if we can show that the subgroup of  G that fixes a
  84. frame f (say at p) is the identity. But if g in G fixes f, it  fixes p and
  85. Dg fixes the tangent space at p. Then, since g also fixes the connection
  86. C,  it fixes every affine path starting at p, and it follows that g fixes
  87. all points  near p. A little connectivity argument completes the proof. 
  88. -----
  89.