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¿Cómo "ver" que la doble suspensión de homología 3-esfera es homeomorfa a una esfera?

¿Existe una buena manera de pensar/entender el resultado de que la doble suspensión de una homología 3-esfera es homeomorfa a una esfera, para intuir por qué esto es cierto? Por ejemplo, ¿qué tipo de vecindad hay que tomar para uno de los vértices de la suspensión en la $S^0$ para ver que una vecindad de este punto es homeomorfa a ${\mathbb R}^5$ ? ¡¡Gracias!!

He encontrado la siguiente pregunta relacionada en MathOverflow, que plantea puntos relevantes y es interesante, pero no parece responder a mi pregunta:

"Si un colector se suspende a una esfera..."

La pregunta que he planteado hoy se inspira en parte en los comentarios a la reciente pregunta sobre el modus operandi:

"¿Un complejo CW finito menos un punto sigue siendo homotópicamente equivalente a un complejo CW finito?".

En algún momento, le hice la pregunta que ahora posteo a un topólogo conocido por su increíble intuición, y me comentó que él creía que era mejor pensar en términos de tomar una unión con $S^1$ en lugar de tomar repetidamente una unión con $S^0$ pero no sabía qué más decir.

Gracias de nuevo por cualquier ayuda.

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Sergey Melikhov Puntos 4077

Para intuir el teorema de la doble suspensión, puedes consultar tres páginas con muchas imágenes en Notas de Ferry (a partir de la p. 166, en el capítulo 26). Ofrece un esbozo de demostración en el caso de una esfera homológica concreta, aquella para la que Edwards demostró el teorema por primera vez.

El teorema de la doble suspensión se reduce a demostrar que un cierto no-manifold (a saber, la suspensión simple sobre una esfera de homología) se convierte en una manifold cuando se multiplica por $\Bbb R$ . Cuando Milnor conjeturó el teorema de la doble suspensión a principios de los años 60, debió de ser consciente de la existencia de otros no-manifolds con esta propiedad (descubiertos antes por Bing). Es una suerte que también existan en una dimensión inferior, para que sea más fácil visualizar lo que ocurre. Uno de estos ejemplos es $(S^3/W)\times\Bbb R\cong S^3\times\Bbb R$ donde $W$ es el continuo de Whitehead, y hay una construcción bastante explícita de este homeomorfismo en el capítulo 4 de Ferry (p.15).

Añadido más tarde: Otro ejemplo $(M/D)\times\Bbb R\cong M\times\Bbb R$ donde $D$ es una copia salvaje del $n$ -disco contenido en el interior del colector $M$ . El caso $n=2$ se utiliza en realidad la prueba antes mencionada del teorema de la doble suspensión en las notas de Ferry, pero no se demuestra allí; una prueba del caso $n=1$ con algunas imágenes en el Libro Daverman-Venema Sección 2.6.


Para abordar la cuestión específica sobre los vecindarios, la estrella abierta (en la triangulación original de doble suspensión) de cualquier vértice en el círculo de suspensión es homeomorfa a $\Bbb R^5$ $-$ al menos en el caso de una esfera homológica concreta, la frontera de la variedad de Mazur $W$ . En efecto, la estrella cerrada de este vértice es la suspensión sobre $cone(\partial W)$ . Como se explica en las notas de Ferry, $cone(\partial W)\times\Bbb R$ es homeomorfo a $W\times\Bbb R$ . Por lo tanto, la estrella abierta del vértice es homeomorfa a $(W\setminus\partial W)\times\Bbb R$ . Este último puede identificarse con el interior de $W\times I$ . Pero es fácil de ver que $W\times I$ es homeomorfo al $5$ -ball. Así que su interior es homeomorfo a $\Bbb R^5$ .

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