Bydysawd (seryddiaeth)

Mae'r bydysawd yn cynnwys pob rhan o'r gofod ac amser a'u cynnwys, gan gynnwys planedau, sêr, galaethau, a phob math o fater ac egni. Damcaniaeth y Glec Fawr yw'r disgrifiad cosmolegol cyffredinol o ddatblygiad y bydysawd. Yn ôl y ddamcaniaeth hon, daeth gofod ac amser at ei gilydd  yn ôl, ac mae'r bydysawd wedi bod yn ehangu ers y Glec Fawr. Er nad yw maint gofodol y bydysawd cyfan yn hysbys, mae'n bosibl mesur maint y bydysawd rydym yn medru ei 'weld', sydd tua 93 biliwn o flynyddoedd golau mewn diamedr ar hyn o bryd. Serch hynny, gellir defnyddio'r term "bydysawd" mewn cyd-destun gwahanol gan gyfeirio at gysyniadau fel y byd neu natur er enghraifft neu'n dffigyroli olygu 'popeth'.
bawd|chwith|Diagram yn dangos haenau (neu 'dafellau') o'r bydysawd ar gyfnodau gwahanol, o ran amser.

Yn ôl y mwyafrif o astroffisegwyr, y digwyddiad a ddechreuodd y bydysawd oedd y Glec Fawr.

Drwy gydol hanes, cynigiwyd llawer o fodelau gwyddonol yn ymwneud â chosmoleg a chosmoneg, er mwyn ceisio esbonio arsylwadau o'r Bydysawd, ac yn eu plith modelau gan y Groegiaid athronwyr Groegaidd ac Indiaidd. Dros y canrifoedd, yn dilyn arsylwadau seryddol mwy manwl, daeth Nicolaus Copernicus i'r casgliad fod yr Haul yn yng nghanol Cysawd yr Haul, ac yna datblygwyd y gwaith hwn gan Tycho Brahe a Johannes Kepler, gan nodi fod cylchdro'r planedau yn eliptig. Aeth Isaac Newton gam ymhellach yn ei esboniad o ddisgyrchiant. Cam pwysig arall oedd sylweddoli fod  Cysawd yr Haul wedi'i leoli mewn galaeth oedd yn cynnwys biliynau o sêr: y Llwybr Llaethog. 

Datblygwyd rhai o'r modelau cosmolegol cynharaf o'r bydysawd gan athronwyr Groegaidd ac Indiaidd hynafol ac roeddent yn gosod y Ddaear yn y canol hyn (geocentric). Datblygodd Nicolaus Copernicus fodel heliocentrig gyda'r Haul yng nghanol Cysawd yr Haul. Drwy ddatblygu cyfraith disgyrchiant cyffredinol, adeiladodd Isaac Newton ar waith Copernicus yn ogystal â deddfau mudiant planedau Johannes Kepler ac arsylwadau Tycho Brahe.

Darhanfyddwyd wedyn mai un o lawer oedd ein galaeth ni. Yn gyffredinol, credir nad oes dechrau na diwedd i'r Bydysawd a gelwir yr astudiaeth o'r myrdd o alaethau wedi eu rhannu'n unffurf at gosmoleg ffisegol.

Sylweddolwyd bod yr Haul yn un o sawl biliwn o sêr yng ngalaeth y Llwybr Llaethog, sy'n un o ychydig gannoedd o biliynau o alaethau yn y bydysawd gweladwy. Mae gan lawer o'r sêr blanedau. Ar y raddfa fwyaf, mae galaethau'n cael eu dosbarthu'n unffurf ac o ran cyfeiriad, sy'n golygu nad oes gan y bydysawd ymyl na chanol. Ar raddfa lai, mae galaethau'n cael eu dosbarthu mewn clystyrau ac uwch glystyrau sy'n ffurfio ffilamentau enfawr a gwagleoedd (voids) yn y gofod, gan greu strwythur enfawr tebyg i ewyn. Awgrymodd darganfyddiadau ar ddechrau'r 20g bod gan y bydysawd ddechrau a bod y gofod wedi bod yn ehangu ers hynny ar raddfa gynyddol.

Yn ôl damcaniaeth y Glec Fawr, mae'r egni a'r mater a oedd yn bresennol i ddechrau wedi mynd yn llai dwys wrth i'r bydysawd ehangu. Ar ôl yr ehangiad cyflym cychwynnol a elwir yn 'epoc chwyddiant' o tua 10−32 eiliad, oerodd y bydysawd gan barhau i ehangu, gan ganiatáu i'r gronynnau isatomig cyntaf a'r atomau syml ffurfio. Ymgasglodd mater tywyll yn raddol, gan ffurfio strwythur tebyg i ewyn o ffilamentau a gwagleoedd dan ddylanwad disgyrchiant. Yn raddol denwyd cymylau anferthol o hydrogen a heliwm i’r mannau lle’r oedd mater tywyll ar ei fwyaf trwchus, gan ffurfio’r galaethau cyntaf, y sêr, a phopeth arall a welir heddiw.

O astudio symudiad galaethau, canfyddwyd fod y bydysawd yn cynnwys llawer mwy o fater na gwrthddrychau gweledig (sêr, galaethau, nifylau a nwy rhyngserol). Mater tywyll yw'r enw ar y mater anweledig hwn (mae tywyll yma'n golygu y ceir ystod eang o dystiolaeth anuniongyrchol ei fod yn bodoli, ond nid ydym wedi profi ei fodolaeth yn uniongyrchol hyd yn hyn). Y model ΛCDM yw'r model a dderbynnir fwyaf eang o'r bydysawd. Mae'n awgrymu bod tua  o'r màs a'r egni yn y bydysawd yn egni tywyll sy'n gyfrifol am gyflymu ehangiad y gofod, ac mae tua  yn fater tywyll. Felly dim ond  o'r bydysawd ffisegol yw mater cyffredin ('baryonig'). Dim ond tua 6% o'r mater cyffredin yw sêr, planedau a chymylau nwy gweladwy.

Ceir sawl damcaniaeth cystadleuol ynghylch tynged y bydysawd ac am yr hyn, os unrhyw beth, a ragflaenodd y Glec Fawr, tra bod ffisegwyr ac athronwyr eraill yn gwrthod dyfalu, gan amau a gawn fyth wybod. Eto, mae rhai ffisegwyr wedi awgrymu damcaniaethau amrywiol, lle gallai ein bydysawd fod yn un ymhlith sawl bydysawd, sydd hefyd yn bodoli.

 Diffiniad 
de|bawd|300x300px|'Llun' gan Delesgop Gofod Hubble(fideo 00:50; Mai 2019)
Diffinnir y bydysawd ffisegol fel yr holl ofod ac amser (cyfeirir ato gyda'i gilydd fel gofod-amser) a'u cynnwys. Mae cynnwys o'r fath yn cynnwys yr holl egni yn ei ffurfiau amrywiol, gan gynnwys ymbelydredd electromagnetig a mater, ac felly planedau, lleuadau, sêr, galaethau, a chynnwys gofod rhyn-galaethol (intergalactic). Mae'r bydysawd hefyd yn cynnwys y deddfau ffisegol sy'n dylanwadu ar egni a mater, megis deddfau cadwraeth, mecaneg glasurol, a pherthnasedd.

Disgrifir y bydysawd yn aml fel "cyfanrwydd bodolaeth", neu bopeth sy'n bodoli, popeth sydd wedi bodoli, a phopeth a fydd yn bodoli. Mewn gwirionedd, mae rhai athronwyr a gwyddonwyr yn cefnogi cynnwys syniadau a chysyniadau haniaethol - megis mathemateg a rhesymeg - yn y diffiniad o'r bydysawd. Gall y gair bydysawd hefyd gyfeirio at gysyniadau megis y cosmos, y byd, a natur.

 Etymology 
Daw'r gair o 'fedysawd' a 'bedyddiawd', sef 'bedydd', gyda'r gair yn cael ei sgwennu fel 'bydysawd' oherwydd y camdybiaeth mai 'byd' yw'r tarddiad, ac nid 'bedydd'. Fe'i cofnodir am y tro cyntaf yn y 13g yn Llyfr Du Caerfyrddin fel 'vedissyaud'. Ar y cychwyn, golygai'r 'byd Cristnogol' (cred a bedydd), cyn ymestyn yn ddiweddarach i olygu llawer mwy na hynny: y byd, y Ddaear a'r holl greadigaeth.

Mae llawer o ieithoedd yn defnyddio addasiadau o'r gair Lladin  ee Hen Ffrangeg universe; Saesneg diweddar universe, Almaeneg universum, Portiwgaleg universo.The Compact Edition of the Oxford English Dictionary, volume II, Oxford: Oxford University Press, 1971, p. 3518.  Defnyddiwyd y gair Lladin yn gyntaf gan Cicero ac awduron Lladin diweddarach yn yr un ystyr a'r gair modern.Lewis, C.T. and Short, S (1879) A Latin Dictionary, Oxford University Press, , pp. 1933, 1977–1978.

 Cronoleg a'r Glec Fawr 
Y model cyffredinol ar gyfer esblygiad y bydysawd yw damcaniaeth y Glec Fawr. Mae model y Glec Fawr yn nodi bod y bydysawd ar y dechrau'n hynod boeth a thrwchus, a bod y bydysawd wedi ehangu ac oeri wedi hynny. Mae'r model yn seiliedig ar berthnasedd cyffredinol ac ar dybiaethau symleiddio megis homogenedd ac isotropi gofod. Fersiwn o'r model gyda chysonyn cosmolegol ( Lambda ) a mater tywyll oer, yw'r hyn a elwir yn 'fodel Lambda-CDM', sef y model symlaf sy'n rhoi cyfrif gweddol dda o amryw o arsylwadau am y bydysawd. Mae model y Glec Fawr yn rhoi cyfrif am arsylwadau megis cydberthynas pellter a rhuddiad galaethau, cymhareb nifer yr atomau hydrogen i heliwm, a chefndir ymbelydredd microdonau.
chwith|bawd| Yn y diagram sgematig hwn, mae amser yn mynd o'r chwith i'r dde, gyda'r bydysawd yn cael ei gynrychioli gan "dafell" siâp disg ar unrhyw adeg benodol. Nid yw amser a maint i raddfa. Er mwyn gwneud y camau cynnar yn weladwy, mae'r amser i'r cyfnod ôl-dywynnu (y 0.003 cyntaf mewn gwirionedd) yn cael ei ymestyn ac mae'r ehangiad dilynol yn cael ei atal i raddau helaeth.
Yr enw ar y cyflwr poeth, trwchus cychwynnol yw epoc Planck, sef cyfnod byr yn ymestyn o sero amser i un uned amser Planck o tua 10 -43 eiliad. Yn ystod cyfnod Planck, roedd pob math o fater a phob math o egni wedi'u crynhoi i gyflwr trwchus, a chredir bod disgyrchiant - y gwannaf o bell ffordd o'r pedwar grym hysbys - mor gryf â'r grymoedd sylfaenol eraill, a phob un efallai wedi'u huno. Ni ddeellir y ffiseg sy'n rheoli'r cyfnod cynnar hwn yn iawn, felly ni allwn ddweud beth, os o gwbl, a ddigwyddodd cyn sero amser (hy cyn y Glec Fawr. Ers cyfnod Planck, mae gofod wedi bod yn ehangu i'w raddfa bresennol, gyda chyfnod byr iawn ond dwys iawn o chwyddiant cosmig wedi'i ragdybio o fewn y 10 -32 eiliad cyntaf. Roedd hwn yn fath o ehangiad gwahanol i'r rhai y gallwn eu gweld o'n cwmpas heddiw. Nid oedd gwrthrychau yn y gofod yn symud yn gorfforol; yn lle hynny newidiodd y metrig sy'n diffinio gofod ei hun. Er na all gwrthrychau mewn amser gofod symud yn gyflymach na chyflymder golau, nid yw'r cyfyngiad hwn yn berthnasol i'r metrig sy'n rheoli gofod-amser ei hun. Byddai'r cyfnod cychwynnol hwn o chwyddiant yn esbonio pam fod gofod yn ymddangos yn wastad iawn, a llawer mwy nag y gallai golau deithio ers dechrau'r bydysawd.

O fewn y ffracsiwn cyntaf o eiliad o fodolaeth y bydysawd, gwahanodd y pedwar grym sylfaenol oddi wrth ei gilydd. Wrth i'r bydysawd barhau i oeri o'i gyflwr anhygoel o boeth, roedd gwahanol fathau o ronynnau isatomig yn gallu ffurfio mewn cyfnodau byr o amser a elwir yn gyfnod y cwarc, yr epoc hadron, a'r epoc lepton. Gyda’i gilydd, roedd y cyfnodau hyn yn cwmpasu llai na 10 eiliad o amser yn dilyn y Glec Fawr. Cysylltodd y gronynnau elfennol hyn yn sefydlog â chyfuniadau mwy fyth, gan gynnwys protonau sefydlog a niwtronau, a ffurfiodd niwclysau atomig mwy cymhleth wedyn trwy ymasiad niwclear. Dim ond am tua 17 munud y parhaodd y broses hon, a elwir yn Niwcleosynthesis y Glec Fawr, a daeth i ben tua 20 munud ar ôl y Glec Fawr, felly dim ond yr adweithiau cyflymaf a symlaf a ddigwyddodd. Troswyd tua 25% o'r protonau a'r holl niwtronau yn y bydysawd, yn ôl màs, yn heliwm, gyda symiau bach o ddewteriwm (ffurf o hydrogen) ac olion o lithiwm. Dim ond mewn symiau bach iawn y ffurfiwyd unrhyw elfen arall. Ni effeithiwyd ar y 75% arall o'r protonau, fel niwclysau hydrogen.: 27–42 

Ar ôl i niwcleosynthesis ddod i ben, aeth y bydysawd i mewn i gyfnod a elwir yn epoc y ffoton. Yn ystod y cyfnod hwn, roedd y bydysawd yn dal yn llawer rhy boeth i fater ffurfio atomau niwtral, felly roedd yn cynnwys plasma poeth, trwchus, niwlog o electronau â gwefr negyddol, niwtrinos niwtral a niwclysau positif. Ar ôl tua 377,000 o flynyddoedd, roedd y bydysawd wedi oeri digon fel y gallai electronau a niwclysau ffurfio'r atomau sefydlog cyntaf. Gelwir hyn yn ailgyfuniad (recombination) am resymau hanesyddol; mewn gwirionedd roedd electronau a niwclysau yn cyfuno am y tro cyntaf. Yn wahanol i blasma, mae atomau niwtral yn dryloyw i lawer o donfeddi golau, felly am y tro cyntaf daeth y bydysawd yn dryloyw hefyd. Mae'r ffotonau a ryddhawyd pan ffurfiwyd yr atomau hyn i'w gweld hyd heddiw; maent yn ffurfio microdonau cefndirol, cosmig (CMB).: 15–27 

Wrth i'r bydysawd ehangu, mae dwysedd egni ymbelydredd electromagnetig yn lleihau'n gyflymach na dwysedd mater oherwydd bod egni ffoton yn lleihau gyda'i donfedd. Wedi tua 47,000 o flynyddoedd, daeth dwysedd egni mater yn fwy na dwysedd ffotonau a niwtrinos, a dechreuodd ddominyddu ymddygiad y bydysawd. Roedd hyn yn nodi diwedd y cyfnod lle'r oedd ymbelydredd yn dominyddu a dechrau'r oes lle'r oedd mater yn dominyddu.: 390 

Yng nghyfnod cynharaf y bydysawd, arweiniodd amrywiadau bach o fewn dwysedd y bydysawd at grynodiadau o fater tywyll a ffurfiodd yn raddol. Ffurfiodd y mater cyffredin hwn, a ddenwyd at y rhain gan ddisgyrchiant, gymylau enfawr o nwy, ac yn y pen draw, ffurfiwyd sêr a galaethau, lle'r oedd y mater tywyll ar ei fwyaf trwchus, a gwagleoedd lle'r oedd yn llai trwchus. Ar ôl tua 100 – 300 miliwn o flynyddoedd, ffurfiwyd y sêr cyntaf, a elwir yn 'sêr Poblogaeth III'. Mae'n debyg bod y rhain yn enfawr iawn, yn oleuol (luminous), yn anfetelaidd ac yn fyrhoedlog. Nhw oedd yn gyfrifol am ail-ïoneiddiad graddol y bydysawd rhwng tua 200-500 miliwn o flynyddoedd ac 1 biliwn o flynyddoedd, a hefyd am hadu'r bydysawd ag elfennau trymach na heliwm, trwy niwcleosynthesis serol. Mae'r bydysawd hefyd yn cynnwys egni dirgel - maes sgalar o bosibl - a elwir yn ynni tywyll, nad yw ei ddwysedd yn newid dros amser. Ar ôl tua 9.8 biliwn o flynyddoedd, roedd y bydysawd wedi ehangu'n ddigonol fel bod dwysedd y mater yn llai na dwysedd ynni tywyll, gan nodi dechrau'r cyfnod presennol lle ceir ynni tywyll yn bennaf.Ryden, Barbara, "Introduction to Cosmology", 2006, eqn. 6.33 Yn yr oes hon, mae ehangiad y bydysawd yn cyflymu oherwydd egni tywyll.

 Priodweddau ffisegol 
O'r pedwar rhyngweithiad sylfaenol, disgyrchiant yw'r amlycaf ar raddfeydd hyd seryddol (astronomical length scales). Mae effeithiau disgyrchiant yn gronnus; mewn cyferbyniad, mae effeithiau gwefrau positif a negyddol yn tueddu i ganslo ei gilydd, gan wneud electromagneteg yn gymharol ddibwys ar raddfeydd hyd seryddol. Mae'r ddau ryngweithiad sy'n weddill, y grymoedd niwclear gwan a chryf, yn dirywio'n gyflym iawn gyda phellter; mae eu heffeithiau wedi'u cyfyngu'n bennaf i raddfeydd hyd is-atomig.. 

Ymddengys bod gan y bydysawd lawer mwy o fater na gwrthfater, anghymesuredd sy'n gysylltiedig o bosibl â'r 'toriad CP'. Mae'r anghydbwysedd hwn rhwng mater a gwrthfater yn rhannol gyfrifol am fodolaeth yr holl ddeunydd sy'n bodoli heddiw, gan y byddai mater a gwrthfater, o'u cynhyrchu'n gyfartal yn y Glec Fawr, wedi dinistrio'i gilydd yn llwyr ac wedi gadael ffotonau yn unig o ganlyniad i'w rhyngweithio. Ymddengys hefyd nad oes gan y bydysawd fomentwm net na momentwm onglog, sy'n dilyn deddfau ffisegol derbyniol os yw'r bydysawd yn gyfyngedig. Cyfraith Gauss yw'r deddfau hyn.

Cyfeiriadau

 Llyfryddiaeth 








 Dolenni allanol 
 Cronfa Ddata Allgalactig NASA/IPAC (NED) / ( NED-Distances ).
 Mae tua 10 82 o atomau yn y bydysawd arsylladwy - LiveScience, Gorffennaf 2021.
 Dyma pam na fyddwn byth yn gwybod popeth am ein bydysawd - Forbes, Mai 2019.

Categori:Cosmoleg ffisegol
Categori:Seryddiaeth