Barn 92 (Mawrth 2016)

Dydyn ni ddim eto’n deall y Bydysawd – ond ers wythnos neu ddwy mae’r nod hwnnw’n sylweddol nes.  Ganol Chwefror, yn Physical Review Letters, cyhoeddwyd darganfod tonnau ym meinwe’r cread.  Tonnau disgyrchiant. Ers dyddiau Isaac Newton yn yr ail  ganrif ar bymtheg bu gennym ddisgrifiad gweithredol o’r grym sy’n ein dal ar wyneb y ddaear ac sy’n dal y ddaear ar ei llwybr o gwmpas yr haul.  Yna gan mlynedd yn ôl, cyflwynodd Albert Einstein ddamcaniaeth a awgrymai mai disgrifiad yn hytrach nag esboniad oedd gwaith Newton.  Yn ôl ei Ddamcaniaeth Perthynoledd Cyffredinol (1915), creu pantiau mewn gofod-amser y mae gwrthrychau megis planedau a sêr, ac mai effaith disgyn i’r pantiau hyn yw disgyrchiant. Roedd Damcaniaeth Perthynoledd Arbennig Einstein (1905) wedi esbonio bod amser yn ddimensiwn; dimensiwn yn yr un ystyr â’r tri dimensiwn cyfarwydd (lled, hyd ac uchder). Gydag amser, felly, cawn ofod-amser pedwar dimensiwn.  I amgyffred syniadau Einstein, mae modd ystyried gofod-amser ei hun mewn dau ddimensiwn – sef haen. (I wneud y cam hwn, cofiwch fod gwrthrych tri dimensiwn yn creu cysgod dau ddimensiwn ar haen o bapur. Cam bychan bellach yw ystyried gwrthrych tri dimensiwn yn gysgod o rywbeth pedwar dimensiwn. Felly cysgod o gysgod gofod-amser yw’r haen.) Mae ŵyneb trampolîn yn enghraifft o haen felly. Os rhowch wrthrych trwm ar drampolîn (mae gennyf lun hyfryd o’m brawd yng nghyfraith o weinidog parchus felly !) bydd yr haen yn pantio. Os ydych yn awr yn rowlio marblis ar draws wyneb y trampolîn, byddant yn disgyn i’r pantiau yma. Effaith y gwrthrych ar haen y trampolîn, ac nid dylanwad y gwrthrych ar y marblis yn uniongyrchol sy’n eu tynnu. Dros y ganrif bu sawl arsylliad a gydsyniai â’r esboniad annisgwyl hwn. Ond erys disgyrchiant yn broblem i’r “rhai sy’n credu mewn trefn”. Yn bennaf gan nad oes modd, hyd yn hyn, ei uno â’r tri grym arall sy’n rheoli ymddygiad gweledol y bydysawd – y grym Cryf sy’n dal atomau at ei gilydd, y grym Gwan sy’n gyfrifol am ymbelydredd a’r grym Electromagnetig sy’n gyfrifol am feysydd trydanol, magnetig a goleuni.

Ers canrif bu ffisegwyr yn ceisio canfod tonnau yn y “trampolîn”. Roedd Einstein wedi’u darogan, ond credodd na fyddai fyth fodd eu canfod. Dyma’r hyn a wnaethpwyd fis Medi diwethaf mewn labordai yn yr Unol Daleithiau a chyhoeddi hyn i’r byd ganol Chwefror. Beth sydd mor arwyddocaol am hyn ?  Yn gyntaf, mae’n cadarnhau un arall o broffwydoliaethau damcaniaethau sylfaenol  Einstein, ac felly yn ei gwneud hi’n sicrach eu bod yn gywir ac o ddefnydd ymarferol inni. Mae tonnau disgyrchiant yn bod.  Yn ail, mae’n rhoi modd newydd inni holi mwy am natur disgyrchiant ei hun.  Rydym gam yn nes at ddatrys undod y Pedwar Grym. Ond y peth sydd wedi cynhyrfu cosmolegwyr yw ystyried defnyddio’r tonau yma i edrych mewn ffordd hollol wahanol ar y bydysawd. Gan fod y grymoedd Gwan a Chryf dim ond yn weithredol dros bellteroedd bychain iawn iawn, nid oes modd eu defnyddio i edrych ar y sêr. Mae ein holl wybyddiaeth  yn dibynnu ar wybodaeth sy’n dod atom ar ffurf electromagnetig (telesgopau golau, radio, pelydrau X a gama).  Nid yw 99% o ddefnydd y bydysawd i’w weld trwy’r dulliau yma – heb sôn am broblem cymylau llwch ac ati yn cuddio bron y cwbl. Ond mae gwrthrychau “anweledig” megis tyllau duon a sêr niwtron yn plygu croen y “trampolîn”. Y broblem oedd sut i ganfod y plygu yn uniongyrchol. Wrth i’m brawd yng nghyfraith neidio ar y trampolîn, gwasgarodd tonnau o gryniadau ar draws wyneb y trampolîn– gan gyrraedd yr ymyl – lle byddai modd imi eu teimlo yn uniongyrchol. A phe bai awydd arnaf, eu dadansoddi i roi pob math o wybodaeth imi am y gweinidog parchus hwn. Ar lefel y gofod nid yw symudiadau corff un dyn, na phlaned na seren, hyd yn oed, yn ddigon pwerus i greu tonnau sy’n fesuradwy ar y ddaear. Ond ychydig dros biliwn o flynyddoedd yn ôl, yn bell, bell i ffwrdd,  trawodd dau dwll du yn erbyn ei gilydd. Yn y broses, a gymerodd ddim ond degfed ran o eiliad i’w chwblhau, rhyddhawyd egni E=mc2 mas tair gwaith pwysau’r haul.  Cynhyrfodd hyn gymaint ar yr haen gofod-amser nes i donnau symud ar ei thraws, fel ar drampolîn, gan gyrraedd y ddaear am 10.51 GMT 14 Medi 2015. Canodd gofod-amser y ddaear fel cloch.  Er yr holl egni – roedd uchder pob ton yn llai na lled atom a mesur hwn ynghanol holl sŵn a chryniadau’r ddaear yn gamp dechnegol o’r raddfa flaenaf.   Dyma’r tro cyntaf inni “weld” twll du yn uniongyrchol. Yn siâp y tonnau roedd modd canfod dawns ymdoddol y ddau dwll yn plymio i’w gilydd. Wrth fireinio’r dechnoleg bydd modd “gweld” mwy o’r 99% anweledig o’r bydysawd. Pa ryfeddodau sy’n ein disgwyl ?  Yn arbennig bydd modd gweld yn ôl cyn y foment 380,000 o flynyddoedd ar ôl y glec fawr pan ddaeth y bydysawd yn dryloyw i oleuni. Ar hyn o bryd yr ymbelydredd microdon cefndir o’r foment honno (a ddarganfuwyd yn y 1940au) yw pen draw/ ffin terfyn ein gwybodaeth uniongyrchol. Bydd “telesgopau disgyrchiant”  yn ein galluogi i weld yn ôl i’r Glec Fawr ei hun.

Yn nes adre, ac i’n cyfnod ni, mae’n dda gwybod ein bod wedi dysgu gwersi o’r “tonnau” a ddaeth yn sgil y panig dros y clefyd Ebola y llynedd.  Ddiwedd Ionawr, penderfynodd Pwyllgor Gwyddoniaeth a Thechnoleg Tŷ’r Cyffredin bod ein llywodraeth wedi bod yn rhy araf a thrwsgl wrth ymateb i ymddangosiad y clefyd yng Ngorllewin Affrica yn 2014. Amserol iawn, oherwydd wythnos yn ddiweddarach cyhoeddodd Cyfundrefn Iechyd y Byd (WHO) argyfwng byd-eang yn sgil lledaeniad ffrwydrol y firws Zika yn ne’r Amerig.  Mae Zika ac Ebola yn hollol wahanol – ond yn sicr roedd y WHO yn ymwybodol o’r feirniadaeth fyd-eang am iddo oedi cyn ymateb yn 2014.  Da o beth am hynny.  Bydd y cyhoeddiad yn arwain at weld llywodraethau gwledydd cyfoethog y byd yn rhyddhau arian ymchwil ar frys yn y maes hwn. Y mater cyntaf i’w ateb, efallai, yw sicrhau’r cyswllt tybiedig rhwng y firws a’r syndrom microceffali, lle genir babanod â’u pennau wedi’u camffurfio sydd, fel arfer, yn arwain at afiechyd meddyliol a chorfforol.  Ar yr olwg gyntaf, efallai na theimlir unrhyw ymdeimlad o fygythiad i ni yng Nghymru. Nid yw’n hinsawdd ni’n caniatáu i’r mosgito Aedes sy’n lledaenu’r firws fyw yma. Ond dengys y sefyllfa yn Brasil gyn lleied y gwyddom am darddiad microceffali – nad yw’n anghyffredin yng Nghymru er gwaethaf absenoldeb Zika. Yn fwy trawiadol, efallai, yw ein bod ni yn Ne Cymru ar ganol epidemig bychan, ond anesboniadwy, o syndrom Guillain-Barré. Cyflwr, a all fod yn ddifrifol iawn, sy’n ymwneud mewn modd anhysbys â’r system imiwnedd. Gall nifer o firysiau ysgogi’r cyflwr hwn. Mae Zika yn un ohonynt. Nid oes tystiolaeth o gwbl mai Zika sy’n gyfrifol am yr achosion yng Nghymru (sydd bob un ohonynt mewn dynion ar hyn o bryd) ond dengys ein hanwybodaeth llwyr o hyd am ein cyd-berthynas â’r byd o’n cwmpas am yr angen i fuddsoddi mewn ymchwil o bob math. Yr un teithi meddwl sy’n ysgogi ymchwilwyr i ymdreiddio i’r cyswllt ymddangosiadol rhwng salwch babanod newydd-anedig a chlefyd sy’n ymddangos o’r newydd ag sy’n arwain eraill i ymdreiddio i‘r cyswllt rhwng cydrannau’r bydysawd. Tanio’r chwilfrydedd hwn yw un o dasgau mwyaf anodd ein cyfundrefn addysg.


Pynciau: Disgyrchiant, Zika