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解法: ペレルマンの手術付きリッチ流(2002–2003年)・要約版

ステップ 9/9: 結論:M3≅S3M^3 \cong S^3 の再構成
ざっくり言うと

消滅の瞬間から映画全体を逆再生すると、手術によって取り除かれたすべての断片は、単純な構成要素からなる短いリストのいずれかであることが分かる;それらを切り口に沿って貼り戻せば、元の多様体はこれらの構成要素の連結和として再構成される。

仮定 π1(M3)=0\pi_1(M^3)=0 は、丸い3次元球面を除くすべての構成要素を排除するため、再構成された連結和は球面どうしの和にしかなりえず——それは再び単なる球面である——これで証明が完結する。

M3≅(#iS3/Γi) # (#j(S2×S1))  ⇒π1(M3)=0  M3≅S3M^3\cong\Big(\#_{i} S^3/\Gamma_i\Big)\,\#\,\Big(\#_{j}(S^2\times S^1)\Big)\ \ \xRightarrow{\pi_1(M^3)=0}\ \ M^3\cong S^3
丸い球面(2次元の比喩 S2S^2 として表示):手術と有限時間消滅の後、単連結閉多様体 M3M^3 の各成分は 33 次元球面の連結和因子となる
緯線と経線の格子を持つ滑らかな丸い球面の3次元表示。すべての単連結閉3次元多様体が同相となる3次元球面 S^3 の2次元の比喩として描かれている。
詳しい解説

TextT_{\mathrm{ext}} から有限回の手術を逆にたどると、取り除かれた各高曲率断片は球面空間形 S3/ΓiS^3/\Gamma_i、S2×S1S^2\times S^1、または RP3 # RP3\mathbb{RP}^3\,\#\,\mathbb{RP}^3 に微分同相であり、22 次元球面の手術を元に戻すことで M3M^3 はそれらの連結和として再構成される。

π1(M3)=0\pi_1(M^3)=0 のとき、van Kampen の定理によりすべての Γi\Gamma_i は自明とならざるを得ず(さもなければ π1\pi_1 が非自明な部分群を含むことになる)、また(π1\pi_1 が無限である)S2×S1S^2\times S^1 という因子も排除されるため、S3S^3 のコピーの連結和だけが残る。

丸い3次元球面どうしの連結和は S3S^3 に微分同相——したがって同相——であり、これによってあらゆる単連結閉3次元多様体が S3S^3 に同相であること、すなわちポアンカレ予想の証明が完結する。

このステップの用語
球面空間形(S3/ΓS^3/\Gamma)
有限群 Γ\Gamma が等長変換として自由に作用する丸い3次元球面の商として得られる多様体。Γ\Gamma が自明群であるとき、かつそのときに限り、それは自明(S3S^3 自身に等しい)である。
連結和(#\#)
二つの多様体のそれぞれから小さな球を切り取り、得られる境界球面どうしを貼り合わせる操作;これは手術が記録している位相的な操作である。
このステップで使う知識