Rhyfeddodau'r Cread/Y Bach

← Y Mawr

Rhyfeddodau'r Cread gan Gwilym Owen (1880 - 1940)

Geni'r Haul a'r Ddaear

PENNOD II

Y MAWR A'R BACH YN Y GREADIGAETH

ii. Y Bach

Yn y bennod o'r blaen, ein testun oedd Mawredd y Greadigaeth. Buom yn trafod nifer y sêr a'u pellter oddi wrthym. Y mae gwrthrychau yn ein ffurfafen mor bell oddi wrthym ac i'w gweld yn disgleirio, nid fel y maent ar hyn o bryd, ond fel yr oeddynt ugain mil—ie ddau can mil—o flynyddoedd yn ôl. Goleuni, y gennad gyflymaf5 sydd yn eu datguddio inni. Mewn gair nid oes terfyn i'r Greadigaeth. Y mae'n anfesurol ac yn anfeidrol Fawr.

Yn y bennod hon trown ein golygon i'r cyfeiriad arall—i gyfeiriad Y Bach—byd yr atom a'r electron a'r proton, y byd hwnnw y bu'r darganfyddiadau pwysicaf ynddo yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Yn anffodus, y mae'r un mor anodd meddwl ac amgyffred bychander byd yr atom ag yw sylweddoli mawredd byd y sêr. Ffordd i leihau'r anhawster yw defnyddio eglurebau syml.

Byd y Microsgôp

Mesur y gwrthrych lleiaf a welir â'r llygad noeth tuag un rhan o 250 o fodfedd. Gall microsgop da chwyddo gwrthrych 200 o weithiau, ac felly gellir gweled gwrthrych sydd cyn lleied ag un rhan o 50,000 o fodfedd. Eto, fe ŵyr pawb fod yn y gwaed dynol nifer mawr o fân ronynnau a elwir corpuscles a bod bywyd ac iechyd dyn yn dibynnu yn uniongyrchol ar eu nifer a'u cyflwr. Mesura'r corpuscles un rhan o 3,000 o fodfedd. Gwelir hwy yn rhwydd gyda'r microsgop. Y mae'n hysbys hefyd bod llawer o heintiau a chlefydau yn cael eu hachosi gan greaduriaid bychain a elwir bacilli. Astudir y rhain yn ofalus gan feddygon a gwyddonwyr. Y mae llawer ohonynt i'w gweled yn eglur gyda'r microsgop. Y mae eraill ohonynt bron y tu hwnt i allu eithaf yr offeryn. Er enghraifft, yn gymharol ddiweddar llwyddwyd i ddarganfod y bacillus tuberculosis. Hwn yw un o'r bodau byw lleiaf. Ni fesur ond un rhan o 30,000 o fodfedd. Mor fawr yr alanas a wneir gan greadur mor fach!

Gyda'r ultra-microscope—offeryn diweddar—gellir gweled (er nad yn eglur) gwrthrychau can gwaith llai fyth; diddorol yw sylwi mai bodau marw yw'r rhain. Ni all bywyd fod mewn gwrthrychau llai na rhyw faint arbennig.

Y mae profion sicr fod y bodau bychain hyn, byw neu farw, wedi eu hadeiladu o nifer fawr o ronynnau llawer iawn llai, sef o atomau y gwahanol elfennau. A dyna fydd ein testun yn awr:

Byd yr Atom

O'i gymharu ag atom, y mae'r bacillus lleiaf yn fyd mawr dyrys. Y mae ynddo gannoedd o filiynau o atomau. Eglurwyd eisoes mor fychan yw'r bacillus. Rhaid felly fod yr atomau sydd yn ei gyfansoddi yn annisgrifiadwy o fychan. Ceisiwn ddangos hyn trwy gyfrwng eglureb neu ddwy.

(1) Gan fod yr atomau mor fân, y mae'n eglur fod nifer fawr ohonynt mewn swm bychan iawn o fater. Er enghraifft, y mae 50,000,000,000,000,000,000 o atomau oxygen a nitrogen mewn llond gwniadur o awyr. Rhaid cydnabod na ellir amgyffred ffigur o'r fath. Felly, rhaid edrych ar y mater o gyfeiriad arall.

(2) Pe chwyddid defnyn o ddŵr (gwlithyn) i faint y ddaear, ni byddai'r atomau o'i fewn lawer mwy nag afalau. Cwestiwn naturiol y darllenydd yn awr yw— Pa faint o afalau sy'n eisiau i wneud pelen gron o faint y ddaear? Y mae'r un nifer o atomau hydrogen ac oxygen mewn defnyn o ddŵr.

Dyma ddwy eglureb ychwanegol (o eiddo'r Dr. Aston):

(3) Fe ŵyr y darllenydd nad oes dim awyr oddi mewn i bulb goleuni trydan. O'i mewn ceir y vacuum perffeithiaf y gellir ei gynhyrchu. Tybier bod twll bychan yn cael ei wneuthur yn y gwydr, a bod ei faint yn gyfryw ag i ganiatáu i gan miliwn o atomau'r awyr lifo i mewn bob eiliad. Faint o amser, tybed, a â heibio hyd nes bod y llestr wedi ei lwyr lenwi ag awyr? Anodd yw credu mai'r ateb cywir yw can miliwn o flynyddoedd!

(4) Ceisied y darllenydd feddwl am foment pa sawl cwpanaid o ddwfr sydd yn holl foroedd ac afonydd y byd yma. Cydnabyddir bod nifer go fawr. Ond y mae'n achos syndod fod nifer yr atomau yn y cwpanaid dwfr 65000 o weithiau yn fwy. Dyna ddigon i ddangos mai peth bychan iawn yw atom.

Byd yr Electron a'r Proton

Hawdd meddwl ein bod yn yr atom wedi cyrraedd y peth lleiaf yn y greadigaeth, ond nid felly y mae.

Ystyr y gair atom yw—yr hyn na ellir ei dorri, a hyd yn gymharol ddiweddar fe gredid bod hwn yn enw eithaf priodol. Ond gwyddom erbyn hyn y gellir dryllio'r atom a'i ddosrannu i nifer o ronynnau llai fyth. Dyma'n wir un o ddarganfyddiadau mawr y ganrif hon. A rhyfedd iawn, nid gronynnau o fater yn ystyr gyffredin y gair yw'r is-ronynnau hyn, ond gronynnau o drydan. Ac y mae dau fath ohonynt, gronyn o drydan positif a elwir "y proton," a gronyn o drydan negatif a elwir "yr electron." Nid oes neb hyd yn hyn yn gwybod beth yw trydan, nac yn deall ystyr y ffaith bod dau fath ohono. Ond er hynny, trwy ymchwiliadau'r Proff. J. J. Thomson a'r Arglwydd Rutherford (yn bennaf), gwyddom bwysau a maint y gronynnau trydan hyn—"y priddfeini sylfaenol" y mae holl atomau mater wedi eu hadeiladu ohonynt. Y mae'r electron 10,000 o weithiau yn llai na'r atom lleiaf, ac y mae'r proton 2,000 o weithiau yn llai fyth. Ond yn rhyfedd iawn y gronyn lleiaf o'r ddau (y proton) sydd yn pwyso fwyaf. Yn wir, y mae'r proton 2,000 o weithiau yn drymach na'r electron. Felly, hyd y gwyddys yn bresennol, yr electron yw'r peth ysgafnaf yn y greadigaeth a'r proton yw'r peth lleiaf.

Cyfansoddiad yr Atomau

Bwriadwn yn awr ddisgrifio'n fyr gyfansoddiad yr atomau yn ôl y syniadau diweddaraf. Yn y canol y mae nifer o brotonau ac o electronau wedi eu cydgrynhoi yn glòs at ei gilydd gan ffurfio'r hyn a elwir y cnewyllyn (nucleus) Yna, yn gymharol bell oddi wrth y cnewyllyn ac yn chwyrnellu'n gyflym o'i gwmpas y mae nifer o electronau, y cwbl yn ffurfio math o Gysawd Haul (Solar System) y cnewyllyn yn cyfateb i'r haul, a'r electronau yn cyfateb i'r planedau.

Fe ŵyr pawb fod agos i gant o elfennau gwahanol, megis hydrogen, helium, carbon, nitrogen, oxygen, haearn, copr, arian, aur, plwm, radium ac uranium. Gan hynny, cwestiwn priodol yw—Ym mha beth neu ym mha fodd y mae gwahaniaeth yn atomau'r elfennau hyn? Yr ateb yw, mai yn nifer a threfniant y protonau a'r electronau sydd yn eu cyfansoddi yn unig. Y mae'r holl elfennau wedi eu hadeiladu o'r un defnyddiau, sef protonau ac electronau. Enghraifft neu ddwy. Yr atom ysgafnaf yw eiddo hydrogen. Gwneir hwn yn syml o un proton fel cnewyllyn ac un electron yn troi fel planed o'i gwmpas. A phwysig yw sylweddoli bod yr electron fel pe ar frys gwyllt, oblegid y mae'n cylchdroi o amgylch y cnewyllyn 1,000,000,000,000,000 o weithiau mewn eiliad! Mewn geiriau eraill, mewn un eiliad o'n "hamser ni " y mae'r electron wedi " byw " y nifer aruthrol hwn o'i "flynyddoedd" ef.

Fel y mae'r atom yn trymhau, y mae'n mynd yn fwy dyrys a chymhleth o ran ei gynnwys. Mewn atom carbon, er enghraifft, ceir deuddeg o brotonau a chwech o electronau wedi eu cydgrynhoi i ffurfio'r cnewyllyn, ac yna chwech o electronau eraill yn chwyrnellu mewn cylch (neu gylchoedd) o gwmpas y cnewyllyn. Mewn atom o haearn eto ceir 560 brotonau a 30 o electronau yn y cnewyllyn ac yna 260 electronau yn troi fel planedau. Gwelir oddi wrth y ffigurau hyn fod pob atom yn cynnwys ar y cyfan yr un nifer o electronau ag o brotonau.

Gan nad oes, yn ôl y disgrifiad uchod, wahaniaeth hanfodol rhwng atomau'r elfennau, ceir awgrym y gellir efallai

Drawsnewid un Elfen i fod yn Elfen Arall

Yn wir, y mae radium ohono'i hun yn gwneuthur hyn. Newidia'n raddol i'r elfen adnabyddus—plwm. Yn awr ac eilwaith y mae atomau radium yn ffrwydro, gan hyrddio allan o'r cnewyllyn delpyn cymharol drwm—y gronyn alpha fel y'i gelwir. Ac yn wir nid yw hwn yn ddim llai na chnewyllyn atom helium. Ac wrth gwrs, ar ôl " trychineb " o'r fath, nid radium yw'r atom mwyach ond atom elfen arall ac ysgafnach—atom niton. Yn wir, y mae pump o'r ffrwydriadau hyn yn dilyn ei gilydd y naill ar ôl y llall hyd nes y bydd yr atom radium wedi dod yn atom plwm. Nid yw gwres nac oerni na thrydan nac unrhyw ddylanwad arall at wasanaeth dyn yn medru arafu na chyflymu'r trawsnewidiad hwn o radium yn blwm. Casglwyd gan hynny fod trawsnewid un elfen yn elfen arall yn rhywbeth y tu hwnt i allu dyn. Ond y mae'r Arglwydd Rutherford o Gaergrawnt newydd lwyddo i droi nitrogen yn garbon. Dyma ddarganfyddiad o'r pwysigrwydd a'r diddordeb mwyaf. Gwnaeth hyn nid trwy gyfrwng yr un o'r nerthoedd " cyffredin " a enwyd uchod, ond trwy gyfrwng y gronynnau alpha sydd yn ymsaethu allan o radium. Rhaid deall bod y " bwledi " hyn yn teithio gyda chyflymder mawr iawn—10,000 o filltiroedd mewn eiliad, ac oherwydd hynny y maent yn cario gyda hwy gryn dipyn o ynni, er eu bod mor fychain. Gadawodd Rutherford i'r bwledi chwyrn hyn " fombardio " atomau'r nwy nitrogen, a phrofodd fod y tân-belennu egnïol hwn yn cnocio proton allan o gnewyllyn yr atomau nitrogen, ac y maent hwy felly yn cael eu trawsnewid gan y driniaeth lem hon yn atomau llai ac ysgafnach, atomau carbon efallai.

Dryllio a darnio 'r atomau yw'r dull uchod o drawsnewid, a phriodol gofyn yn awr: Oni ellir creu atomau? Oni ellir cymryd nifer o brotonau ac o electronau a'u cydgrynhoi at ei gilydd a chreu ohonynt atom helium, dyweder, neu garbon, neu aur? Hyd yma, nid oes neb wedi llwyddo i wneuthur hynny, er y cred rhai ei fod yn digwydd yn yr haul a'r sêr oherwydd y gwres a'r pwysau aruthr sydd yn y cyrff tân hyn. Hwyrach y daw'r dydd pan lwydda dyn i "greu " mater allan o brotonau ac electronau. Ond wedi'r cyfan, nid "creu" fuasai'r enw priod yn y cysylltiad hwn. Oblegid "creu" yw gwneuthur peth o ddim. Ac yr ydym hyd yn hyn wedi cymryd yn ganiataol fod yr electron a'i bartner, y proton, at ein gwasanaeth. Hyd y gwelaf i, nid oes y gronyn lleiaf o obaith y llwydda dyn byth i greu electron a phroton, cerrig-sylfaen mater, priddfeini elfennol y Greadigaeth. A hyd yn oed pe llwyddid i wneuthur hyn, sef creu electronau o ryw sylwedd mwy elfennol a sylfaenol fyth—yr ether, dyweder —cyfodai wedyn y cwestiwn: O ba le y daeth yr ether? Ac fe ellid dilyn yr ymresymiad ymlaen yn ddiderfyn. Mewn gair, nid yw Gwyddoniaeth yn taflu dim goleuni sydd yn bodloni meddwl dyn ynglŷn â'r hen gwestiwn dechreuad y Greadigaeth Fater. Cred rhai fod yr atomau neu'r electronau yn bod er tragwyddoldeb. Cred eraill eu bod wedi eu galw i fod trwy air Duw. Yn fy marn i, nid yw Gwyddoniaeth yn dywedyd dim yn uniongyrchol ar y cwestiwn hwn. Ni ellir profi'r Bod o Dduw drwy ymchwiliadau gwyddonol, ac y mae'r un mor sicr na ellir ar sail gwyddoniaeth ei wrthbrofi.