Théorie de Ramsey sans principe des tiroirs et applications à la preuve de dichotomies d'espaces de Banach

Ramsey theory without pigeonhole principle and applications to the proof of Banach-space dichotomies

• Auteur / Autrice : Noé De Rancourt
• Direction : Stevo Todorčević
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques. Logique mathématique
• Date : Soutenance le 28/06/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mathématiques de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mathématiques de Jussieu-Paris Rive Gauche (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Matet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stevo Todorčević, Pierre Matet, Étienne Matheron, Christian Rosendal, Todor Tsankov, Heike Mildenberger, Julien Melleray, Dominique Lecomte
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Étienne Matheron, Christian Rosendal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Espaces de Banach

Analyse fonctionnelle

Ramsey, Théorie de

Théorie des ensembles

Logique mathématique

Mots clés libres

Géométrie des espaces de Banach

Geometry of Banach spaces

Résumé

Dans les années 90, Gowers démontre un théorème de type Ramsey pour les bloc-suites dans les espaces de Banach, afin de prouver deux dichotomies d'espaces de Banach. Ce théorème, contrairement à la plupart des résultats de type Ramsey en dimension infinie, ne repose pas sur un principe des tiroirs, et en conséquence, sa formulation doit faire appel à des jeux. Dans une première partie de cette thèse, nous développons un formalisme abstrait pour la théorie de Ramsey en dimension infinie avec et sans principe des tiroirs, et nous démontrons dans celui-ci une version abstraite du théorème de Gowers, duquel on peut déduire à la fois le théorème de Mathias-Silver et celui de Gowers. On en donne à la fois une version exacte dans les espaces dénombrables, et une version approximative dans les espaces métriques séparables. On démontre également le principe de Ramsey adverse, un résultat généralisant à la fois le théorème de Gowers abstrait et la détermination borélienne des jeux dénombrables. On étudie aussi les limitations de ces résultats et leurs généralisations possibles sous des hypothèses supplémentaires de théorie des ensembles.Dans une seconde partie, nous appliquons les résultats précédents à la preuve de deux dichotomies d'espaces de Banach. Ces dichotomies ont une forme similaire à celles de Gowers, mais sont Hilbert-évitantes : elles assurent que le sous-espace obtenu n'est pas isomorphe à un espace de Hilbert. Ces dichotomies sont une nouvelle étape vers la résolution d'une question de Ferenczi et Rosendal, demandant si un espace de Banach séparable non-isomorphe à un espace de Hilbert possède nécessairement un grand nombre de sous-espaces, à isomorphisme près

In the 90's, Gowers proves a Ramsey-type theorem for block-sequences in Banach spaces, in order to show two Banach-space dichotomies. Unlike most infinite-dimensional Ramsey-type results, this theorem does not rely on a pigeonhole principle, and therefore it has to have a partially game-theoretical formulation. In a first part of this thesis, we develop an abstract formalism for Ramsey theory with and without pigeonhole principle, and we prove in it an abstract version of Gowers' theorem, from which both Mathias-Silver's theorem and Gowers' theorem can be deduced. We give both an exact version of this theorem in countable spaces, and an approximate version of it in separable metric spaces. We also prove the adversarial Ramsey principle, a result generalising both the abstract Gowers' theorem and Borel determinacy of countable games. We also study the limitations of these results and their possible generalisations under additional set-theoretical hypotheses. In a second part, we apply the latter results to the proof of two Banach-space dichotomies. These dichotomies are similar to Gowers' ones, but are Hilbert-avoiding, that is, they ensure that the subspace they give is not isomorphic to a Hilbert space. These dichotomies are a new step towards the solution of a question asked by Ferenczi and Rosendal, asking whether a separable Banach space non-isomorphic to a Hilbert space necessarily contains a large number of subspaces, up to isomorphism.