Encontrar difeomorfismo dados campos vectoriales [cerrado]

Dado un campo vectorial, ¿cómo encuentras los difeomorfismos asociados? Digamos que me dan un campo vectorial en el espacio de Minkowski

ξ = X t + t X .

¿Cómo encuentro el difeomorfismo asociado, si existe? Sé que en este ejemplo el impulso de Lorentz en la dirección x es el difeomorfismo, pero tengo problemas para entender cómo llegar a esa respuesta. Además, ¿cómo saber cuándo es posible que no tengan un difeomorfismo asociado? Me hacen creer que este campo vectorial no puede tener un difeomorfismo que traduzca puntos hacia adelante

ξ = mi X X .

Respuestas (1)

Bueno, en realidad está buscando un grupo de difeomorfismos de un parámetro (o isometrías si se refiere al campo del vector de impulso). Este grupo se obtiene resolviendo la ecuación diferencial

(1) d X d s = X ( X ( s ) )
con una condición inicial genérica z en s = 0 en el múltiple METRO (El espacio-tiempo de Minkowski en su ejemplo). X ¿Está su campo vectorial en METRO . Las soluciones tienen la forma
METRO × R ( z , s ) ϕ s ( z )
dónde z es la condición inicial, ese es el punto X ( 0 ) = ϕ 0 ( X ) = z y la solución adecuada de (1) con esa condición inicial, z , es X s = ϕ s ( z ) . Resulta que
ϕ 0 = i d , ϕ s ϕ r = ϕ s + r , ϕ s = ( ϕ s ) 1 .
Cada ϕ s : METRO METRO es un difeomorfismo. El grupo de un parámetro de difeomorfismos asociados a X es la familia de difeomorfismos { ϕ t } t R .

En términos generales, el grupo es solo local, es decir, no está definido para todos los valores de s (el s -el dominio depende de z ), pero no discutiré este punto en esta presentación elemental.

En el caso concreto del campo de vector de impulso, debe resolver el sistema

d t d s = X ( s ) , d X d s = t ( s )
De esta manera encuentras que ϕ s ( ( t , X ) ) = ( t ( s ) , X ( s ) ) con
t ( s ) = X pecado ( s ) + t aporrear ( s ) , X ( s ) = X aporrear ( s ) + t pecado ( s ) .
Con respecto a su última pregunta sobre el campo vectorial exponencial, ahora puede resolverla usted mismo.

Gracias por las explicaciones, me ayudaron a aclarar muchas cosas. Ahora puedo ver que para la segunda pregunta, X ( s ) = yo o gramo ( 1 / ( s mi X pag ( X ) ) , y luego esto divergirá por algún finito s > 0 . ¿Hay otra forma de determinar cuándo los campos vectoriales se comportan mal en este sentido sin hacer primero un cálculo?
En realidad, no lo se. Sospecho que tales métodos deben existir. Hay métodos para verificar si el grupo local es global, lo que significa que cada solución con cada condición inicial está completa , es decir, el parámetro s rangos en todo el eje real. Este es el caso, por ejemplo, si METRO es compacto (supongo que X es al menos continuo). Pero no conozco las condiciones suficientes para la incompletud de las órbitas. No soy un experto en este tema.
@NoviceC (y Valter) Sé de algún resultado parcial: campos vectoriales en R norte con un crecimiento lineal como máximo son completos (es decir, sus flujos están definidos para todos los tiempos). Aquí, "como máximo crecimiento lineal" significa que para | X | suficientemente largo, | X ( X ) | C | X | por alguna constante C . En general, las cosas con mayor tamaño (por ejemplo, el crecimiento cuadrático) conducirán a un "tiempo final" finito, pero no tengo un teorema que respalde esa afirmación.