Teorema de Taniyama-Shimura

El teorema de Taniyama-Shimura, anteriormente conocido como conjetura de Taniyama-Shimura fue una conjetura, y actualmente un teorema, muy importante dentro de las matemáticas modernas, que conecta las curvas elípticas definidas sobre el Shimura-Weil, que fuera propuesto por los matemáticos japoneses Yutaka Taniyama y Gorō Shimura.[1]​ En 1995, Andrew Wiles y Richard Taylor probaron un caso especial de la conjetura, suficiente para demostrar el último teorema de Fermat. En 2001 fue finalmente demostrada por Christophe Breuil, Brian Conrad, Fred Diamond y Richard Taylor. Desde entonces, la conjetura de Taniyama-Shimura se conoce también como teorema de la modularidad.

Enunciado

Se conoce como curva elíptica a aquella descrita con una ecuación del tipo

y 2 = A x 3 + B x 2 + C x + D {\displaystyle y^{2}=Ax^{3}+Bx^{2}+Cx+D}

tal que el discriminante del polinomio en el lado derecho de la ecuación no es 0. Supongamos que A {\displaystyle A} , B {\displaystyle B} , C {\displaystyle C} y D {\displaystyle D} son números racionales.

Una forma modular es una función analítica f : H C {\displaystyle f:H\rightarrow \mathbb {C} } del semiplano superior

H = { x + i y : y > 0 } {\displaystyle H=\{x+iy:y>0\}}

a los complejos C {\displaystyle \mathbb {C} } , tal que f {\displaystyle f} satisfaga ciertas condiciones de simetría (entre ellas f ( x ) = f ( x + N ) {\displaystyle f(x)=f(x+N)} para todo x {\displaystyle x} y algún entero N {\displaystyle N} fijo) y una condición de crecimiento (holomorficidad en el punto en el infinito).

El teorema afirma lo siguiente:

Para toda curva elíptica E {\displaystyle E} con coeficientes racionales existe una forma modular f {\displaystyle f} (de peso 2) tal que la serie L {\displaystyle L} asociada a E {\displaystyle E} y la serie L {\displaystyle L} asociada a f {\displaystyle f} coinciden. Esto equivale a que los coeficientes a p {\displaystyle a_{p}} asociados a la curva E {\displaystyle E} (que se obtienen a partir del número de puntos de la curva módulo p {\displaystyle p} , para   p {\displaystyle \ p} primo de buena reducción de E {\displaystyle E} ) coinciden con los coeficientes del desarrollo de Fourier en el infinito de f {\displaystyle f} .


Andrew Wiles (90's)

Historia

Los trabajos de Andrew Wiles para obtener la demostración del último teorema de Fermat llevaron a la demostración de la veracidad de la conjetura de Taniyama-Shimura para el caso semiestable (asistido por Richard Taylor), partiendo de la teoría de Deformaciones de Representaciones de Galois creada por B. Mazur y de resultados de Langlands y Tunnell y desarrollando lo que hoy se conocen como Teoremas de Levantamiento Modular 1995.[2]​ Posteriormente, Christophe Breuil, Brian Conrad, Fred Diamond y Richard Taylor ampliaron el campo de aplicación desde las curvas elípticas semiestables definidas sobre los racionales a todas las curvas elípticas definidas sobre los racionales.[3]​ Hay duda sobre el aporte de Andrew Wiles; Serge Lang reivindicó a Shimura la paternidad junto con Taniyama. Este último se suicidó a los 31 años en 1958.

Citas

  1. Singh, 2007, p. 193
  2. Wiles, Andrew Modular elliptic curves and Fermat's last theorem. Ann. of Math. (2) 141 (1995), no. 3, 443--551
  3. Christophe Breuil, Brian Conrad, Fred Diamond, Richard Taylor: On the modularity of elliptic curves over Q: Wild 3-adic exercises, Journal of the American Mathematical Society 14 (2001), pp. 843–939. Contains the proof of the modularity theorem

Referencias

  • Singh, Simon (2007). «5. Prueba por contradicción». El enigma de Fermat (Segunda edición). Editorial Planeta. ISBN 9788408046790. 
  • Aczel, Amir D.: El último teorema de Fermat, Fondo de cultura económica, México,publicado año 2003.
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