Rhyfeddodau'r Cread/Radium a'i Wersi
| ← Yr Electron a'r Proton | Rhyfeddodau'r Cread gan Gwilym Owen (1880 - 1940) |
Natur Sŵn → |
PENNOD VII
MATER—BETH YDYW?
iii. Radium a'i Wersi
Un o'r elfennau hynotaf a phwysicaf ar un ystyr ydyw radium, a ddarganfuwyd yn 1896 gan Madame Curie. Gorwedd ei bwysigrwydd mewn dau beth. (1) Defnyddir radium gan y meddygon i leihau effeithiau enbyd y gelyn cancr. (2) Trwy radium a'i briodoleddau rhyfedd yr ydym i fesur mawr wedi ennill y wybodaeth sydd gennym am gyfansoddiad yr atomau. Priodol gan hynny yw dweud rhyw gymaint amdano.
Metel drud a gwerthfawr yw radium; nid oes ond rhyw dair neu bedair owns ohono ar gael hyd yn hyn. Y mae ei atom yn drwm, 226 o weithiau yn drymach nag atom hydrogen. Ac yn y modd canlynol yr adeiledir ef: Yn ei ganolbwynt ceir cnewyllyn yn gynwysedig o 226 proton a 138 electron, ac yna haid o 88 o electronau yn troi o amgylch y cnewyllyn. Nid oes, wrth gwrs, ddim byd hynod yn hyn. Gorwedd hynodrwydd radium yn y ffaith fod ei atomau, am ryw reswm dirgel, o bryd i bryd yn ffrwydro gyda ffyrnigrwydd a grymuster angerddol gan saethu allan o'r cnewyllyn dri math o belydrau a adnabyddir wrth yr enwau pelydrau alpha, beta a gamma. Math o donnau trydanol yw'r olaf, tebyg i'r pelydrau X a ddarganfuwyd gan Roentgen. Llif o electronau yw'r pelydrau beta. Ond y mwyaf pwysig yw'r pelydrau alpha. Gronynnau mân yw'r rhai hyn, sef cnewyllyn atomau'r elfen helium, yn ymsaethu allan o gnewyllyn yr atomau radium gyda'r cyflymder o 10,000 o filltiroedd mewn eiliad. Nid rhyfedd gan hynny fod i radium ei briodoleddau hynod pan feddylir am yr hyn sydd yn dylifo'n barhaus ac mor egnïol o'i grombil.
Ond sylwer ar ganlyniadau hyn. Ar ôl colli o'i gyfansoddiad delpyn cymharol drwm fel y gronyn alpha, nid yw'r gweddill yn ddigon mawr i fod yn atom radium mwyach. Yn wir, y mae wedi ei drawsnewid ei hun yn sylwedd hollol wahanol, sef y nwy radon. Ac nid yw radon yn parhau fel y mae; ffrwydra yntau hefyd gan ei drawsnewid ei hun yn elfen a elwir Radium A. Newidia hwnnw wedyn, yn ei dro, i Radium B, ac felly ymlaen, o ris i ris, hyd nes y cyrhaeddir Radium G, ac nid yw hwnnw ddim amgen na'r elfen adnabyddus Plwm.
Golyga hyn chwyldroad yn ein syniadau am fater. Nid yw'r atomau mater (o leiaf rhai ohonynt) yn dragwyddol ac anghyfnewidiol, fel y credid hyd yn ddiweddar. Wele drawsnewidiad yr elfennau wedi dod— radium yn graddol droi yn blwm. Gwyddom hefyd fod radium ei hun yn cael ei gynhyrchu gan sylwedd sydd yn gymharol gyffredin, sef uranium, atom yr hwn yw'r mwyaf a thrymaf sydd i'w gael ar y ddaear.
Gan gofio mai 207 yw pwysau atom plwm, ac mai 197 yw pwysau atom aur, dychmygwn yn awr glywed y darllenydd yn gofyn yr hen gwestiwn oedd o ddiddordeb mawr i'r hen alcemistiaid gynt, sef, oni ellir trawsnewid plwm yn aur? Neu yn iaith y dyddiau hyn, oni ellir cnocio deg proton allan o gnewyllyn atom plwm a'i droi felly yn atom aur? Gwnaethpwyd llawer ymdrech, ond hyd yn hyn aflwyddiannus fu'r cyfan. Nid yw gwres, na phwysau, na thrydan, na dim gallu cyffredin arall yn cael yr effaith leiaf ar gnewyllyn yr atomau. Yr unig beth y mae'r galluoedd uchod yn ei wneud i'r atomau yw anesmwytho dipyn ar yr electronau sydd y tu allan i'r cnewyllyn. I drawsnewid atom y mae'n rhaid newid ei galon; ac i gyrraedd y galon rhaid treiddio trwy'r haid o electronau sydd fel mur o'i amgylch. A'r unig beth sydd yn ddigon bychan ac egnïol i dreiddio hyd at galon atom yw'r gronynnau alpha sydd yn ymsaethu allan o radium. A diddorol yw sylwi bod Rutherford yn ystod y deng mlynedd diwethaf, trwy arbrofion cywrain a phwysig iawn, wedi llwyddo (trwy gyfrwng y gronynnau alpha) i ddryllio cnewyllyn rhai atomau a thrwy hynny i beri am y tro cyntaf drawsnewid elfennau yn wirioneddol.
Ynni tu mewn yr atomau
Yn ychwanegol at bwysigrwydd radium yn y ddau gyfeiriad a nodwyd eisoes, y mae darganfyddiad radium o bwysigrwydd mawr oherwydd ystyriaeth arall. Y mae radium, fel y dywedwyd, yn saethu allan o grombil ei atomau nifer o belydrau gyda chyflymder ac egni mawr, fel gwn yn tanio ergyd. Golyga hyn fod ystôr o ynni ynghlo oddi mewn i'r atomau radium, ac felly (gan fod yr holl atomau wedi eu hadeiladu ar yr un cynllun) ei fod ynghlo oddi mewn i atomau mater o bob math. Y mae hyn yn ddarganfyddiad pwysig. Rhaid egluro'n fanylach. Beth yw ynni (energy)? Ynni yw'r gallu i gyflawni gwaith. Ynni yw'r peth hwnnw sydd yn cadw'r byd i fynd yn ei flaen. Ynni sydd yn gyrru'r trên, yn troi olwynion ffatrïoedd, yn goleuo ac yn cynhesu tai, yn dwyn y gwynt a'r glaw, ac yn achosi tyfiant ym myd llysieuyn ac anifail. Byd heb ynni, byd marw fyddai. Ar ein daear ni prif ffynhonnell ynni yw gwres a goleuni'r haul. Yna y brif ffynhonnell yw glo, a chydag ychydig eithriadau, ynni glo ar hyn o bryd sydd yn troi olwynion masnach. Y mae safle'r wlad hon ym myd diwydiant yn dibynnu ar y sylwedd hwn, glo. Yn awr, y mae glo'r ddaear yn prysur ddarfod. Ymhen rhyw 200 mlynedd bydd ein glofeydd wedi eu gweithio allan, a chyn hynny yn Neheudir Cymru. O ba le y ceir ynni at angenrheidiau masnach a diwydiant pan dderfydd y glo? Hwyrach y gellir ffrwyno nerthoedd y gwynt, manteisio mwy ar ein hafonydd ac ar drai a llanw'r môr, a diamau y gwneir hynny. Ond fe ddysg radium i ni fod ystôr ddihysbydd ac annisgwyl o ynni wedi ei gloi oddi mewn i atomau mater cyffredin. Y mae digon o ynni mewn carreg fechan oddi ar y ffordd i yrru llong fawr dros yr Atlantig ac yn ôl. Pan losgir glo nid ydym yn cyffwrdd â'r ystôr hon. Yr hyn a ddigwydd wrth ei losgi yw peri i'r atomau carbon yn y glo ymuno â'r atomau oxygen sydd yn yr awyr. Nid ydym yn cyffwrdd o gwbl â'r ynni sydd oddi mewn i'r atomau carbon ac oxygen. I ryddhau hwn at ein gwasanaeth, rhaid llwyddo i ddryllio cnewyllyn yr atomau a'u trawsnewid yn atomau ysgafnach. Ond nid yw'r gallu i wneud hyn ym meddiant dynion ar hyn o bryd. Ein cred a'n gobaith ydyw y bydd yr allwedd i'r drysorfa ddihysbydd hon wedi ei ddarganfod erbyn y dydd hwnnw pan fydd angen dyn yn galw amdano.
Gwelir felly na ddywedwyd yr holl wirionedd pan ddywedwyd bod mater wedi ei adeiladu o ddau beth, sef protonau ac electronau. Gadawyd allan beth tra phwysig, sef ynni. Yr electronau a'r protonau yw'r priddfeini, a'r ynni yw'r morter, ac yn yr adeilad cywrain hwn y mae'r morter yn llawn mor bwysig â'r priddfeini.
Dechrau a Diwedd Mater
Dywedwyd yn un o'r penodau o'r blaen na ellir dinistrio mater, hynny yw, na ellir ei ddifodi. Teg yw dywedyd bod darganfyddiadau'r pum mlynedd diwethaf yn tueddu rhai gwyddonwyr o fri, megis Eddington a Jeans, i gredu nad yw hyn yn llythrennol wir. Coleddant hwy'r syniad newydd hwn trwy eu gwaith yn chwilio am eglurhad ar barhad gwres yr haul am gynifer o filiynau o flynyddoedd. Y mae hwn yn hen gwestiwn, ac ymddengys nad oes esboniad boddhaol arno ond trwy gredu bod y protonau a'r electronau yng nghrombil yr haul, oherwydd y gwres angerddol sydd yno, yn taro yn erbyn ei gilydd gyda'r fath egni nes difodi ei gilydd, a'u hynni cynhenid yn troi'n ynni pelydrau gwres a goleuni. Yn ôl y ddamcaniaeth hon y mae pwysau'r haul yn lleihau bob munud, ei sylwedd materol yn troi'n belydriad. Ac er bod yr haul, yn ôl y syniadau uchod, yn colli pwysau yn ôl 360,000 o filiynau o dunelli bob dydd (!), mor enfawr yw ei faintioli a'i bwysau fel y gall fforddio gwneud hyn am filiynau lawer o flynyddoedd. Terfynwn trwy ofyn y cwestiwn o b'le y daeth atomau mater, neu'n hytrach, yr electronau a'r protonau sydd yn eu cyfansoddi. Y mae gwyddoniaeth yn fud ar hyn. Dysg gwyddoniaeth inni nad yw'r greadigaeth fater o'n cwmpas wedi bod ers tragwyddoldeb, hynny yw, fod iddi ddechrau mewn amser. Ond pa fodd y daeth i fod, nid oes ganddi ddim pendant a sicr i'w ddweud. Cytuna gwyddonwyr fod realiti eithaf a therfynol y Greadigaeth y tu hwnt i gyrraedd Gwyddoniaeth, ac yn fwy na thebyg y tu hwnt i amgyffred meddwl dyn. Nid yw Gwyddoniaeth ond un ffordd i astudio realiti. Nid yw'n cynrychioli Bod yn ei gyfanswm. Neu fel y dywed Whetham yn ei lyfr ar History of Science:
Gall Gwyddoniaeth dorri dros ei therfynau priod ei hun, beirniadu i bwrpas ffurfiau eraill ar feddwl yr oes a hyd yn oed rai o'r gosodiadau a ddefnyddia'r diwinyddion i fynegi eu cred hwy. Ond i weled bywyd yn ddiysgog, a'i weled yn gyfan, y mae'n rhaid inni nid yn unig wrth Wyddoniaeth, ond wrth Foeseg hefyd, ac wrth Gelfyddyd ac Athroniaeth; y mae'n rhaid inni amgyffred mewn rhyw ffordd y dirgelwch cysegredig hwnnw a'r ymdeimlad hwnnw o gymundeb â Bod dwyfol sy'n wreiddyn a sylfaen crefydd.