Satz von Synge

Der Satz von Synge ist ein nach John Lighton Synge benannter Lehrsatz aus dem mathematischen Gebiet der Differentialgeometrie. Er besagt, dass jede gerade-dimensionale, orientierbare Mannigfaltigkeit positiver Schnittkrümmung einfach zusammenhängend sein muss.

Satz von Synge

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  • Für jede nicht-orientierbare Mannigfaltigkeit gerader Dimension, die eine Riemannsche Metrik positiver Schnittkrümmung für eine Konstante trägt, ist
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Die Bedingung, dass für eine Konstante gilt, ist insbesondere immer dann erfüllt, wenn kompakt und die Schnittkrümmung ist.

Lemma von Synge

Der Beweis des Satzes von Synge folgt aus dem Lemma von Synge. Dieses besagt folgendes:

Sei eine orientierbare Riemannsche Mannigfaltigkeit gerader Dimension mit positiver Schnittkrümmung . Sei eine glatte geschlossene Geodätische der Länge . Dann gibt es eine Variation von , so dass alle Nachbarkurven glatt, geschlossen und kürzer als sind.

Gruppentheoretische Formulierung

Der Satz von Synge ist äquivalent zum Satz von Synge-Weinstein.

Ungerade Dimensionen

Für Mannigfaltigkeiten ungerader Dimensionen gilt der Satz von Synge nicht. Zwar hat nach dem Satz von Bonnet-Myers jede positiv gekrümmte Mannigfaltigkeit eine endliche Fundamentalgruppe, jedoch gibt es ungerade-dimensionale, positiv gekrümmte Mannigfaltigkeiten mit beliebiger zyklischer Fundamentalgruppe (Linsenräume) oder beispielsweise die Poincaré-Homologiesphäre mit einer komplizierteren Fundamentalgruppe der Ordnung 120.

Literatur

  • do Carmo, Manfredo Perdigão: Riemannian geometry. Translated from the second Portuguese edition by Francis Flaherty. Mathematics: Theory & Applications. Birkhäuser Boston, Inc., Boston, MA, 1992, ISBN 0-8176-3490-8.
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