MathLabs

Lời giải: Dòng Ricci có phẫu thuật của Perelman (2002–2003), tóm lược

Bước 9 trên 9: Kết luận: ráp lại M3≅S3M^3 \cong S^3
Hiểu nôm na

Chạy ngược toàn bộ đoạn phim từ thời điểm tắt, mọi mảnh từng bị loại bỏ bởi phẫu thuật hóa ra đều là một trong số ít khối xây dựng đơn giản; dán chúng lại theo các vết cắt sẽ ráp lại đa tạp ban đầu thành một tổng liên thông của các khối này.

Giả thiết π1(M3)=0\pi_1(M^3)=0 loại trừ mọi khối xây dựng ngoại trừ mặt cầu 3 chiều tròn, nên tổng liên thông được ráp lại chỉ có thể là một tổng các mặt cầu — mà tổng như vậy lại chính là một mặt cầu — hoàn tất chứng minh.

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
Mặt cầu tròn (minh họa tương tự 2 chiều bằng S2S^2): sau phẫu thuật và sự tắt hữu hạn, mọi mảnh của M3M^3 đóng đơn liên đều là hạng tử cầu 33 chiều
Hình vẽ ba chiều của một mặt cầu tròn trơn với lưới kinh vĩ tuyến, đóng vai trò hình tương tự 2 chiều cho mặt cầu 3 chiều S^3 mà mọi đa tạp 3 chiều đóng đơn liên đều đồng phôi với nó.
Phân tích chi tiết

Đi ngược từ TextT_{\mathrm{ext}} qua hữu hạn lần phẫu thuật, mọi mảnh độ cong cao đã bị loại bỏ đều vi phôi với một dạng không gian cầu S3/ΓiS^3/\Gamma_i, S2×S1S^2\times S^1, hoặc RP3 # RP3\mathbb{RP}^3\,\#\,\mathbb{RP}^3, và hoàn tác các phẫu thuật theo mặt cầu 22 chiều sẽ ráp lại M3M^3 thành tổng liên thông của các mảnh như vậy.

Khi π1(M3)=0\pi_1(M^3)=0, định lý van Kampen buộc mọi Γi\Gamma_i phải tầm thường (nếu không π1\pi_1 sẽ chứa một nhóm con không tầm thường) và loại bỏ mọi hạng tử S2×S1S^2\times S^1 (vốn có π1\pi_1 vô hạn), chỉ còn lại tổng liên thông của các bản sao S3S^3.

Một tổng liên thông của các mặt cầu 3 chiều tròn vi phôi — và do đó đồng phôi — với S3S^3, hoàn tất chứng minh rằng mọi đa tạp 3 chiều đóng đơn liên đều đồng phôi với S3S^3: giả thuyết Poincaré.

Thuật ngữ trong bước này
Dạng không gian cầu (S3/ΓS^3/\Gamma)
Một đa tạp thu được như thương của mặt cầu 3 chiều tròn dưới một nhóm hữu hạn Γ\Gamma tác động tự do bằng các phép đẳng cự; nó tầm thường (bằng chính S3S^3) đúng khi Γ\Gamma là nhóm tầm thường.
Tổng liên thông (#\#)
Thao tác cắt một hình cầu nhỏ ra khỏi mỗi đa tạp trong hai đa tạp và dán các mặt cầu biên thu được lại với nhau; đây là thao tác tô pô mà phẫu thuật theo dõi.
Kiến thức dùng ở bước này