¿En qué sentido la dualidad de Poincare es el resultado de la teoría de la gavilla?

Supongo que la palabra clave es la dualidad de Verdier que es puramente el resultado de la teoría de la gavilla.

Sea [math] X [/ math] un complejo compacto [math] n [/ math] – múltiple dimensional.

Entonces calcular cohomología equivale a calcular una resolución inyectiva de la gavilla constante [matemáticas] \ subrayado {\ mathbf {C}} _ ​​{X} [/ matemáticas] en [matemáticas] X [/ matemáticas]:

[matemáticas] \ subrayado {\ mathbf {C}} _ ​​{X} \ to I ^ {\ bullet} = I ^ {0} _ {X} \ to I ^ {1} _ {X} \ to I ^ { 2} _ {X} \ to \ ldots [/ math].

Ahora uno puede considerar [math] \ underline {\ mathbf {C}} _ ​​{X} [/ math] junto con sus turnos [math] \ underline {\ mathbf {C}} _ ​​{X} [i] [/ math ] (es decir, complejos concentrados solo en [matemática] i [/ matemática] -th grado) como objetos en la categoría derivada [matemática] D ^ {b} (X) [/ matemática] de gavillas de grupos abelianos en [matemática] X [/matemáticas].

Además, podemos elegir un mapa de evaluación (un mapa constante) [math] f: X \ to \ mathbf {C} [/ math].

Luego, la dualidad de Verdier establece que el retroceso apropiado [matemático] f ^ {!}: D ^ {b} (\ mathbf {C}) \ a D ^ {b} (X) [/ matemático] es un adjunto correcto a el functor de imagen directa derivada con el soporte adecuado [matemáticas] Rf_ {!}: D ^ {b} (X) \ a D ^ {b} (\ mathbf {C}) [/ matemáticas].

Aplicarlo a las poleas constantes [math] \ underline {\ mathbf {C}} _ ​​{X} [i] [/ math] en [math] X [/ math] y [math] \ mathbf {C} [/ math ] obtenemos el siguiente isomorfismo:

[math] \ mathrm {Hom} (Rf _ {!} (\ underline {\ mathbf {C} _ {X}} [i]), \ mathbf {C}) \ cong [/ math] [math] \ mathrm { Hom} (\ underline {\ mathbf {C} _ {X}} [i], f ^ {!} (\ Mathbf {C})). [/ Math]

El hecho de que [math] X [/ math] sea suave y compacto de dimensión [math] n [/ math] implica para el RHS que

[math] \ mathrm {Hom} (\ underline {\ mathbf {C} _ {X}} [i], f ^ {!} (\ mathbf {C})) = \ mathrm {Hom} (\ underline {\ mathbf {C} _ {X}} [i], \ underline {\ mathbf {C} _ {X}} [n]) = [/ math] [math] \ mathrm {Hom} (\ underline {\ mathbf { C} _ {X}}, \ subrayado {\ mathbf {C} _ {X}} [ni]) [/ math].

El último conjunto de morfismos en la categoría derivada se puede expresar como [matemática] (ni) [/ matemática] cohomología del complejo de la cadena [matemática] \ matemática {Hom} ^ {\ bullet} (\ underline {\ mathbf {C } _ {X}}, \ underline {\ mathbf {C} _ {X}}) [/ math] que no es más que [math] H ^ {ni} (X, \ mathbf {C}) [/ math ]

Del mismo modo, uno puede explicar el LHS de la dualidad de Verdier utilizando la definición del functor derivado:

[matemáticas] Rf _ {!} (\ subrayado {\ mathbf {C} _ {X}} [i]) = f _ {!} (I ^ {\ bullet}) [i] = [/ matemáticas] [matemáticas] \ Gamma_ {c} (I ^ {\ bullet} [i]) [/ math].

Al igual que en el caso anterior, se puede describir el conjunto de morfismos derivados como la [matemática] i [/ matemática] -th cohomología del complejo de la cadena [matemática] \ matemática {Hom} (\ Gamma_ {c} (I ^ {\ bullet } [i]), \ mathbf {C}) [/ math] que es dual como un espacio vectorial para la cohomología [math] i [/ math] -th de [math] \ Gamma_ {c} (X, I ^ {\ bullet}) [/ math] que a su vez es igual a [math] H_ {c} ^ {i} (X, \ mathbf {C}) [/ math].

Esto le da a la versión clásica de la dualidad de Poincaré:

[matemáticas] H_ {c} ^ {i} (X, \ mathbf {C}) ^ {\ vee} \ cong H ^ {ni} (X, \ mathbf {C}) [/ matemáticas]

Además de los cálculos formales estándar con complejos de gavillas como objetos en la categoría derivada, la única información geométrica importante utilizada en este boceto de la prueba es [math] f ^ {!} (\ Mathbf {C}) \ cong \ underline { \ mathbf {C} _ {X}} [n] [/ math].