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Ciencia y Tecnología

Reconocidos teoremas matemáticos se podrían resolver entre ellos mismos

    Física, química, ingeniería e informática son algunas áreas del conocimiento que utilizan las matemáticas para describir y resolver incógnitas; pero las matemáticas también sirven para explicar las matemáticas, y una reciente investigación demostró que aplicándolas en un teorema es posible abordar de manera más simple otro teorema, lo que le valió a su autor un Grado de Honor por su contribución al avance del conocimiento.

    Para entender la importancia del aporte de Cristian López Morales, matemático de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, lo primero que se debe recordar es que un teorema es una afirmación que expresa una verdad sobre objetos matemáticos como números, conjuntos, funciones o geometría, y pueden ser tanto verdaderas como falsas, evitando ambigüedades. Por ejemplo: 2 + 2 = 4" es verdad, mientras que "3 × 7 = 20, es falsa.

    Su trabajo de grado tuvo como objetivo explorar en detalle el teorema de Quillen-Suslin, formulado por los matemáticos Daniel Quillen y Andrei Suslin, y que se erige como un pilar fundamental en el campo de las matemáticas –demostrado en 1976–, para utilizarlo como solución a la conjetura de Serre, planteada en 1950 por Jean-Pierre Serre, un problema significativo en la teoría de módulos y geometría algebraica.

    “Aunque han pasado años desde que se resolvieron estos teoremas, aún siguen siendo importantes en el campo de la teoría de módulos y la geometría algebraica”, menciona el matemático López.

    Su trabajo arroja luces sobre el profundo impacto del teorema en áreas como la geometría algebraica, el álgebra homológica y el álgebra conmutativa, dando respuesta a la siguiente pregunta: ¿cuándo los fibrados vectoriales sobre el esquema afín Spec(K[x_1,…,x_n]) son triviales?, la cual, en términos de teoría de módulos, se traduce en: ¿son todos los módulos proyectivos sobre el anillo de polinomios libres?

    El matemático explica lo anterior así: “imaginen que están en un globo. Un fibrado vectorial suave real sobre el globo consistiría en considerar por cada punto de este una hoja de papel que toque exclusivamente en ese punto al globo, y pegarlas todas para formar una nueva figura, manteniendo la forma obtenida”.

    Por otro lado, los “sheaves, no coherentes” serían como tener una temperatura asignada a cada punto del globo, y estas temperaturas están organizadas de manera que si se mueven de un lugar a otro en el globo, la temperatura cambia de manera (coherente y) suave, sin brincos bruscos (o inconsistencias).

    Para comprender todo lo anterior, el matemático abordó a fondo una rama de las matemáticas denominada “topología”, la cual se encarga de estudiar objetos que permanecen inalterados por transformaciones continuas, clasificándolos a partir de su estructura y no precisamente por su forma o tamaño. Para ello, fusionó los dos teoremas clásicos destacando su aplicabilidad en diversas áreas, como por ejemplo:

    • Teoría de módulos: es condición sine qua non para estudiar álgebra lineal para todos los ingenieros. En este caso, el centro de estudio son los espacios vectoriales.
    • Teoría de categorías: permite establecer vínculos entre distintas ramas de las matemáticas que aparentemente difieren por completo.
    • Variedades suaves reales: el ejemplo más sencillo para comprender esta noción es la Tierra. “Aunque se sabe que no es plano, si nos enfocamos en un punto en particular, por ejemplo en una ciudad, tenemos que cerca de él todo parece ser plano”, indica el investigador.

    Aunque son conceptos muy técnicos y numéricos, que no cuentan con una descripción tan gráfica, más allá de las ecuaciones, de lo que se trata es de una explicación muy breve de cada concepto para que sea más entendible con la ayuda del investigador.

    Este aporte como contribución al avance del conocimiento llevó al investigador a sustentar su tesis en la Universidad Pomona, en Claremont, California (Estados Unidos).​