Submersiyon, immersiyonun dual kavramıdır - diferansiyelin örten olduğu düzgün fonksiyonlardır.
Tanım: f: M → N bir submersiyondur eğer:
$df_p: T_pM \to T_{f(p)}N \text{ her } p \in M \text{ için örtendir (sürjektif)}$
rank(df_p) = dim(N) her p için. Bu durumda dim(M) ≥ dim(N) olmalıdır.
π: ℝ³ → ℝ², π(x,y,z) = (x,y)
Bu bir submersiyondur - her vektör ℝ²'de bir yöne project edilebilir.
Submersiyonların Özellikleri
Temel Özellikler:
- • Submersiyonlar lokal olarak ℝⁿ → ℝᵐ projeksiyonuna benzer
- • Açık dönüşümdür (açık kümeleri açığa götürür)
- • Ters görüntü altmanifolddur
Submersiyonlar İçin Lokal Form
Teorem: f: M → N submersiyon, p ∈ M için lokal koordinatlar (U,φ) ve (V,ψ) vardır öyle ki:
$\psi \circ f \circ \phi^{-1}(x^1, \ldots, x^m, x^{m+1}, \ldots, x^n) = (x^1, \ldots, x^m)$
Yani, uygun koordinatlarda submersiyon tam olarak standart projeksiyondur!
İmmersiyon vs Submersiyon vs Diffeomorfizma
İmmersiyon: df birebir (rank = dim M)
Submersiyon: df örten (rank = dim N)
Lokal diffeomorfizma: df izomorfizma (rank = dim M = dim N)
Global vs Lokal:
• Lokal diffeomorfizma ≠ diffeomorfizma
• Submersiyon genelde global olarak tersine çevrilemez
• İmmersiyon genelde global olarak bire-bir değildir
Fibrasyon
Submersiyonlar fibrasyon teorisinin temelini oluşturur. f: M → N submersiyon ise, her y ∈ N için f⁻¹(y) bir altmanifolddur ("fiber" over y).
$\dim(f^{-1}(y)) = \dim(M) - \dim(N)$
S³ → S² submersiyonu, fiberları S¹ (çemberler) olan ünlü Hopf fibrasyonudur. Bu, topolojide derin sonuçlara yol açar.