給定一個流形,如果具有有界曲率(特別是當流形是compact),就可以做Ricci flow。
這個定理可以利用Local Ricci flow來弱化其條件為"曲率的某種積分有界"。
另外一方面,如果我們考慮的是,一個流形做了Ricci flow之後,什麼條件之下可以保證它一定可以再繼續flow?
可以想像這條件會比剛剛提到的更弱,因為現在的流形並不是任意給的,它本來就是flow所得到的流形。
利用Hamilton的收斂定理,我們早就知道,如果一個flow的曲率Rm在[0,T)上有一致的界,則這flow可以延擴到T時刻之後。
2003年,Perelman證明了compact流形的noncollapsing性質;
於是Sesum(田剛的學生)可以證明只要Ric在[0,T)上有一致的界,則Rm也會有界,於是也可以繼續flow。
她的證明是:
1. 假設無法繼續流,則Rm爆。將奇異點做(maximal point) blow up之後可以收斂(by Perelman)。
2. 因為Ric有界,所以limit manifold是Ricci flat。
3. 利用Glickenstein的結果,證明limit manifold是極大體積增長,所以是R^n。
4. 這樣就和blow up之後, max. pt.的曲率為1矛盾。
complete的情形是由Ma和Cheng在2008年證明。和上述情況唯一的不同是collapsing的問題。
因為Perelman的\kappa-noncollaping定理中的\kappa是依賴於一個奇異點附近的compact space-time domain,一般來說我們沒辦法得到這種東西。
所以Ma-Cheng考慮另一種收斂,這種收斂只需要曲率有界而不需要inj條件(由Glickenstein所證)。
原則上這樣的流形序列有可能會塌陷到一個低維metric space,但是Glickenstein已經證明在Ricci flow的情況下,它頂多只會差一個quotient。(這定理我現在才知道,但實在是一個強大的定理。)就這樣,complete的情況就可以用上面Sesum的方法來證。
2010年,Le和Sesum證明了在compact可以減弱為純量曲率有界。
他們依然是將奇異點blow up,然後得到矛盾。問題是現在只知limit manifold是scalar flat,沒辦法知道它就是R^n。
Le和Sesum的解法是:
1. 在type I的情況下證明這個limit manifold是shrinking soliton。(soliton只要R=0就有Rm=0。)證明是去看W-functional裡面的f。我們知道如果流形是soliton的話,這個f就是soliton上的potential函數。但是一般來說(也就是說流形不一定是soliton時),這個函數只滿足某個方程(backward heat eqn)。Le和Sesum證明這個函數在blow up的流形收斂時,也會收斂到一個好函數,並且就是一個potential函數。如此就知道流形是一個soliton。--和blow up之後是Ricci flat矛盾了。
2. 對於type II,f已經沒辦法好好收斂。但是可以將它做點手腳(除上一個東西),讓它收斂到一個weak harmonic function。然後利用極限流形是Ricci flat(因為假設R有uniform的界,則limit流形是scalar flat,故Ricci flat),就知道極限函數是常數,如此便可以得出矛盾。
最後是complete的情況。type I的情況用Ma-Cheng的方法就過得去了。問題是Type II。所以我打算試試看可以做出什麼。我想我們的部落格人氣這麼低,先發表在這裡應該也不會被拿去做吧,哈哈。
最後一個有趣的問題:Le和Sesum證明了一個ancient solution是一個shrinking soliton。他們用了什麼條件呢?
這本來是一個猜想(也就是說所有的type I blow up limit都是shrinking soliton)。幾年前Aaron Naber和Joerg Enders各自用相同方法證出來了。Le和Sesum似乎是重證了一次(方法和Naber與Enders不同)。
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